Drosera paradoxa pousse dans le Nord de l´Australie, dans la zone du massif de Kimberley et le Nord du Territoire du Nord. Elle se développe au bord de rivières dans des sables silteux et dans les fissures du grès. Le climat y est tropical avec deux saisons, humide de novembre à avril et sèche de mai à octobre. Pendant la saison sèche, le temps est chaud et ensoleillé. Il y a très peu de précipitations entre mai et septembre. Les mois les plus frais sont juin et juillet où la température minimale peut descendre à 14 °C, mais rarement plus bas. La plante entre alors en période de repos. La saison humide est caractérisée par de fortes pluies de mousson avec de fortes crues pouvant noyer l'habitat de la plante. Un fort taux d'humidité dans l'air est présent.
Elle n'est pas en danger de disparition dans son milieu naturel.
L'espèce fut découverte et étudiée par Allen Lowrie entre 1993 et 1997, qui l'a nommée en raison du paradoxe créé par la présence dans certaines zones de plants annuels et par des tiges plus ligneuses plus anciennes en d'autres endroits. Elle fut décrite dans le journal scientifique Nuytsia en 1997.
Elle appartient au complexe petiolaris regroupant les 13 espèces australiennes de la section Lasiocephala des Droseras (14 espèces au total).