Atelopus eusebiodiazi sống trong những khu rừng mây ở độ cao khoảng 2.950 m (9.680 ft) so với mực nước biển. Các mẫu vật đã được phát hiện trong các lát lá và dọc theo những con suối nhỏ. Có lẽ, sự sinh sản diễn ra trong dòng suối chảy nhanh. Tính đến năm 2011, loài này đã được quan sát thấy lần cuối trong các cuộc điều tra năm 1997 vào năm 2006 đã thất bại trong việc tìm ra những cá thể còn sót loại. Có thể nó đã bị tuyệt chủng, mặc dù một số môi trường sống có khả năng phù hợp vẫn chưa được khảo sát. Loài địa phương này bị đe doạ bởi môi trường sống bị mất do hoạt động chăn thả gia súc gia cầm gia tăng và sử dụng đất nông nghiệp tràn lan.