Kultaiset leijona -tamariinit ovat endeemisiä Brasilian Atlantin rannikkometsiin. Niitä löytyy Rio de Janeiron osavaltiosta ja pienestä alueesta lähellä olevassa Espírito Santon osavaltiossa. Heidän luonnollinen elinympäristönsä koostuu tiheistä matala -sademetsistä, sekä ensisijaisesta että toissijaisesta, joka sijaitsee Serra Do Mar Mountain -alueella. Näille sademetsille on ominaista korkeat puut, tiheä ymmärrettävä kasvillisuus ja suuri kasvilajien monimuotoisuus. Kultaiset leijona -tamariinit mieluummin alueita, joissa on runsaasti hedelmäpuita, koska hedelmät muodostavat suuren osan heidän ruokavaliostaan. Niitä löytyy korkeuksista, jotka vaihtelevat merenpinnasta 1000 metriin (3 280 jalkaa).
Brasilian Atlantin rannikkometsät, joissa kultainen leijona -tamariinit asuvat, pidetään biologisen monimuotoisuuden hotspotina niiden poikkeuksellisen lajien rikkauden ja endemismin vuoksi. Nämä metsät ovat kuitenkin huomattavia uhkien metsien hävittämisen, pirstoutumisen ja muun ihmisen toiminnan vuoksi. Heidän elinympäristön menetys ja hajoaminen ovat olleet merkittäviä tekijöitä kultaisten leijona -tamariinien vähentymiseen luonnossa. Suojelupyrkimykset ja elinympäristöjen palauttamisaloitteet on toteutettu jäljellä olevien populaatioiden suojelemiseksi ja tämän kriittisesti uhanalaisten lajien pitkäaikaisen selviytymisen varmistamiseksi.