Tại Việt Nam, loài chỉ thấy có ở Vườn quốc gia Tam Đảo với cá thể loài còn rất ít. Đây là loài bản địa và quý hiếm, với phân bố rất hẹp của Việt Nam trong khu vực Tam Đảo, Vĩnh Phúc.

Trên thế giới, loài trà hoa vàng này trong tự nhiên được cho là sinh sống trong các khu rừng có độ cao từ 100 – 900m tại khu vực miền nam Quảng Tây (Trung Quốc) và một số địa phương thuộc các tỉnh miền núi phía bắc Việt Nam[2] như: Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Ba Chẽ (Quảng Ninh), Ba Vì (thành phố Hà Nội). Tuy nhiên, tại Ba Vì và Ba Chẽ người ta vẫn chưa tìm thấy loài này. Trong đó, Tam Đảo được các nhà nghiên cứu đánh giá là địa phương có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng rất phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của loại cây này. Quá trình điều tra tại Vườn Quốc gia Tam Đảo đã phát hiện và thống kê được có 16 loài trà, thuộc chi Chè trong họ Chè. Trong đó trà hoa vàng Tam Đảo có dạng thân bụi đến gỗ nhỏ, cao từ 2 – 15 m, mùa hoa từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Hoa của loại cây này có màu vàng tự nhiên rất đặc trưng, phân bố rải rác trong các khu vực rừng tự nhiên, ven khe suối, đặc biệt tại độ cao 900 đến 1.200 mét so với mặt nước biển xuất hiện loài petelotii (Camellia petelotii (Merrill) Sealy, Kew Bull. 4: 219. 1949. 金花茶 - kim hoa trà) là loài có giá trị nhất trong các loài trà hoa vàng ở Việt Nam nhưng cá thể còn không nhiều