捕虫堇分布于北半球温带及中南美洲高山地区。以墨西哥为主的中美洲一带种类最为丰富，超过50%的种类都可以在这里找到。其中高山捕虫堇分布最广，几乎所有的欧洲国家、俄国、加拿大、美国甚至是寒冷的冰岛都有分布。我国的山西、四川、贵州、云南和藏南也有。

捕虫堇是不耐旱的，大都生于高山潮湿岩壁上，部分生于湿地沼泽中，少数与苔藓一起附生于其他树木上。捕虫堇原生地的光照大多都不强，大都生长于其他草本植物难以生长的贫瘠土地，这样也避免其植株被其它植物“淹没”。墨西哥的捕虫堇一般都生长在贫瘠的弱碱性土壤中，但其在中性土壤中也可以生长的很好。部分品种则能生长于偏酸性的沼泽泥炭地中，比如野捕虫堇、高冠捕虫堇和葡萄牙捕虫堇。卡萨布托山捕虫堇、半附生捕虫堇和附木捕虫堇等品种则附生于树干上。

产中国的陕西（眉县）、四川、贵州（印江）、云南西北部和西藏东南部。还分布于欧洲和亚洲的温带高山地区。