Tamarini zlati lev so endemični za atlantske obalne gozdove Brazilije. Najdemo jih v zvezni državi Rio de Janeiro in na majhnem območju v bližnji zvezni državi Espírito Santo. Njihov naravni habitat je sestavljen iz gostih nižinskih deževnih gozdov, primarnih in sekundarnih, ki se nahajajo v gorskem območju Serra do Mar. Za te deževne gozdove so značilne visoke drevesa, gosto podzemno vegetacijo in velika raznolikost rastlinskih vrst. Zlati lev tamarini imajo raje območja z obilnimi sadnimi drevesi, saj sadje predstavlja velik del svoje prehrane. Najdemo jih na nadmorskih višinah od morske gladine do 1.000 metrov (3.280 čevljev).
Atlantski obalni gozdovi Brazilije, kjer prebivajo zlati lev tamarini, veljajo za žariščno točko biotske raznovrstnosti zaradi izjemnih ravni bogastva in endemizma vrst. Vendar pa ti gozdovi ogrožajo krčenje gozdov, razdrobljenosti in drugih človeških dejavnosti. Izguba in degradacija njihovega habitata sta glavni dejavniki prispevali k upadu zlatega leva tamarinov v naravi. Za zaščito preostalega prebivalstva in zagotavljanje dolgoročnega preživetja te kritično ogrožene vrste so bile izvedene prizadevanja za ohranjanje in obnovitve habitatov.