Voor de ijstijden kwam de boom in de vochtige gematigde gebieden over het hele noordelijke halfrond voor. De bruinkoolafzettingen van Europa bestaan voor een groot deel uit de stammen van de Sequoia. De boom verdraagt geen langdurige strenge vorst en heeft een hoge relatieve luchtvochtigheid nodig om goed te groeien. Door het poolklimaat in het Weichselien is de boom in Europa uitgestorven.
De soort komt nu alleen nog van nature voor in het westen van Noord-Amerika in een strook langs de kust van San Francisco (Californië) tot het zuiden van Oregon, waar ideale omstandigheden voor de boom zijn door de dagelijkse mist die van de oceaan het land in drijft.
Oerbossen van kustmammoetboom worden aangetroffen op de volgende plaatsen langs de Amerikaanse westkust (van noord naar zuid):
Redwood National and State Parks in Del Norte en Humboldt County (Californië)
Headwaters Forest Reserve in Humboldt County (Californië)
Humboldt Redwoods State Park in Humboldt County (Californië)
Montgomery Woods State Natural Reserve in Mendocino County (Californië)
Mendocino Headlands State Park in Mendocino County (Californië)
Hendy Woods State Park in Mendocino County (Californië)
Samuel P. Taylor State Park in Marin County (Californië)
Muir Woods National Monument in Marin County (Californië)
Henry Cowell Redwoods State Park in Santa Cruz County (Californië)
Big Basin Redwoods State Park in Santa Cruz County (Californië)
Julia Pfeiffer Burns State Park in Monterey County (Californië)
Los Padres National Forest in Monterey, Santa Barbara, San Luis Obispo, Ventura, Kern en Los Angeles County
Aan de vochtige westkust van Europa groeit de boom, aangeplant sinds het midden van de 19e eeuw met ingevoerde exemplaren, echter ook goed omdat het tegenwoordige Europese klimaat weer vergelijkbaar is met dat van voor de ijstijden toen de kustmammoetboom hier van nature voorkwam.
