毒蝇伞是全球性的物种，原来是生长在松树和落叶性的树林中，横跨北半球温带和极地气候的地区，包含温带高海拔地区，像是兴都库什山、地中海地区和中美洲. 一份最近的分子生物学研究报告指出，毒蝇伞的祖先族群于第三纪，在西伯利亚－白令陆桥区域，并且向外扩展到亚洲、欧洲和北美洲. 虽然一般是在秋季出菇，但是依照各地气候不同而有所变化：在北美洲出菇季节是从夏季到秋季，太平洋沿岸则是从秋季到初冬. 在这些相似的地点通常会发现到另一种蕈类网纹牛肝菌，并且常以仙女环的方式出现. 经由松树幼苗的运送，毒蝇菇广泛散布到南半球，包含澳大利亚、新西兰、南非和南美洲.
