L'immortelle d'Italie est endémique du pourtour méditerranéen. Plus précisément, elle est présente en Algérie, au Maroc, à Chypre, en Grèce, en Albanie, en Italie, en Slovénie, en Croatie, en France, au Portugal et en Espagne. Malgré certaine zones bien fournies (Corse, Sardaigne, zone littorale des Balkans), elle reste globalement rare. En France, elle est rare à très rare dans le Languedoc-Roussillon, les Alpes maritimes et dans le Vaucluse et assez rare à moyennement courante en Corse.
Son comportement est variable suivant la sous-espèce. Néanmoins toutes sont héliophiles, thermophiles et souvent xérophiles. Elles affectionnent essentiellement les roches composées d'altérites de calcaires ou de silice où elles s'installent souvent dans les fentes ou sur des zones très rocailleuses. Elles affectionne donc des pH très différents.
En France, Helichrysum italicum est protégée en Région Provence-Alpes-Côte d'Azur.