Tất cả các phát hiện Ceratosaurus ở Bắc Mỹ đều đến từ Thành hệ Morrison, một dãy đá trầm tích bồi tích và biển nông ở miền tây Hoa Kỳ, và là nguồn giàu xương khủng long nhất của lục địa. Theo phương pháp định tuổi bằng đồng vị phóng xạ, suy ra thành hệ có niên đại vào khoảng giữa 156,3 triệu năm tuổi (Ma) tại đáy của nó,[47] và 146,8 triệu năm tuổi ở đỉnh,[48] khiến nó được đặt ở Bậc Oxford, Kimmeridgian, và Tithonian của thời kỳ cuối kỷ Jura. Ceratosaurus được khai quật từ các tầng Kimmeridgian và Tithonian.[5]:49 Thành hệ Morrison được hiểu là một môi trường bán khô cằn với mùa khô và mùa mưa rõ rệt. Lưu vực sông Morrison trải dài từ New Mexico đến Alberta và Saskatchewan, và được hình thành khi dãy núi Front Range của dãy núi Rocky Mountains bắt đầu đẩy lên phía tây. Các trầm tích từ các lưu vực phía đông được đưa đi bởi các dòng sông và suối rồi lắng đọng ở các vùng đất thấp, hồ, sông và đầm lầy.[49] Thành hệ này có tuổi tương tự với các hệ tầng Lourinhã ở Bồ Đào Nha và hệ tầng Tendaguru ở Tanzania.[50]

Thành hệ Morrison ghi lại một môi trường và thời gian bị chi phối bởi các loài khủng long chân thú khổng lồ.[57] Những loài khủng long khác được biết đến từ Morrison bao gồm các loài khủng long chân thú như Koparion, Stokesosaurus, Ornitholestes, Allosaurus và Torvosaurus; các loài khủng long chân thú như Apatosaurus, Brachiosaurus, Camarasaurus, và Diplodocus; và các loài khủng long hông chim Camptosaurus, Dryosaurus, Othnielia, Gargoyleosaurus và Stegosaurus.[51]Allosaurus, chiếm 70 đến 75% tất cả các mẫu vật chân thú, chúng là loài săn mồi hàng đầu của hệ động thực vật tại Morrison.[33] Các loài động vật có xương sống khác chia sẻ môi trường này bao gồm các loài cá có tia vây; ếch; Bộ Có đuôi; rùa như Dorsetochelys; sphenodonts; thằn lằn; Crocodylomorphans trên cạn và dưới nước như Hoplosuchus; và một số loài thằn lằn bay như Harpactognathus và Mesadactylus. Vỏ ngoài của lớp Thân mềm hai mảnh vỏ và các loài ốc nước cũng rất phổ biến. Hệ thực vật của thời kỳ này được tiết lộ bởi các hóa thạch của tảo lục, nấm, rêu, Equisetum, Lớp Tuế, ginkgo (thực vật không có hoa), và một số họ thuộc Lớp Thông. Thảm thực vật thay đổi từ các khu rừng ven sông của cây dương xỉ và dương xỉ (rừng gần sông) đến các cây dương xỉ trảng cỏ với những loài cây Araucia giống thông Brachyphyllum.[52]

Một phần mẫu vật Ceratosaurus cho thấy sự hiện diện của chi ở Porto Novo Members ở Bồ Đào Nha của hệ tầng Lourinhã. Nhiều loài khủng long thuộc hệ tầng Lourinhã cũng giống như những loài được thấy trong Thành hệ Morrison, hoặc có họ hàng gần gũi.[50] Bên cạnh Ceratosaurus, các nhà nghiên cứu cũng lưu ý sự hiện diện của Allosaurus và Torvosaurus tại Bồ Đào Nha, vốn được biết đến chủ yếu từ Morrison, trong khi Lourinhanosaurus cho đến nay chỉ được báo cáo từ Bồ Đào Nha. Những con khủng long ăn cỏ từ Porto Novo Members bao gồm, trong số những loài khác, loài chân thằn lằn Dinheirosaurus và Zby cũng như loài Stegosauria Miragaia.[29][30][53] Trong thời kỳ cuối kỷ Jura, châu Âu đã tách ra khỏi Bắc Mỹ bởi Đại Tây Dương vẫn còn hẹp, và Bồ Đào Nha, như một phần của bán đảo Iberia, vẫn tách ra khỏi các phần khác của châu Âu. Theo Mateus và các đồng nghiệp, sự tương đồng giữa hệ động vật chân thú ở Bồ Đào Nha và Bắc Mỹ cho thấy sự hiện diện của một cây cầu nối liên lục địa tạm thời, cho phép hệ động thực vật được trao đổi.[28][29] Tuy nhiên, Malafaia và các đồng nghiệp đã lập luận về một kịch bản phức tạp hơn, như các nhóm khác, chẳng hạn như khủng long chân thú, rùa và cá sấu, cho thấy các thành phần loài khác nhau rõ ràng ở Bồ Đào Nha và Bắc Mỹ. Vì vậy, có thể sự tách khỏi lục địa đã gây ra một sô động vật được san bằng còn một số loài lại bị giam cầm ở riêng một lục địa.[31]