Phacelia campanularia vit dans les zones désertiques, sur sols sablonneux ou caillouteux, sec, bien drainé, et de pH à peu près neutre, au sud de la Californie (États-Unis). Elle vit généralement en association avec Larrea tridentata, à une altitude qui n'excède pas 1 600 m.
Bien qu'endémique d'une zone restreinte de la Californie, cette espèce (notamment la sous-espèce campanularia) a été introduite dans d'autres régions, comme plante ornementale rustique et très peu exigeante en eau. Elle s'est implantée dans l'Arizona et dans l'état de New York, aux Etats-Unis, mais aussi au Canada (état d'Alberta, Manitoba, Territoires du Nord-Ouest).
Les poils présents sur les feuilles et les tiges peuvent provoquer chez certaines personnes une dermatose de contact bénine.