Gấu trúc khổng lồ có nguồn gốc từ trung nam Trung Quốc. Là loài có nguy cơ tuyệt chủng, chúng hiện được tìm thấy ở các tỉnh miền Trung Trung Quốc là Tứ Xuyên, Thiểm Tây và Cam Túc. Chúng chia sẻ một phần môi trường sống với những con gấu trúc "đỏ" giống gấu trúc nhỏ hơn nhiều, chúng cũng được tìm thấy ở các vùng của dãy Himalaya và miền bắc Myanmar.
Tính đến năm 2014, ước tính có khoảng 2.000 con gấu trúc khổng lồ còn lại trong tự nhiên và khoảng 200 con khác bị nuôi nhốt tại các vườn thú trên khắp Trung Quốc và trên thế giới. Những con gấu trúc sống chủ yếu trong các khu rừng tre và lá kim dày ở độ cao từ 8.500 đến 11.500 feet. Không giống như những loài gấu khác, những con vật sống đơn độc này không ngủ đông mà thay vào đó chúng di cư đến những nơi có độ cao thấp hơn để giữ ấm trong những tháng lạnh hơn.
