Chó sói túi có lẽ thích các khu rừng bạch đàn khô, vùng ngập nước và đồng cỏ của lục địa Úc.[32] Các bức tranh trên đá của người bản địa ở đây chỉ ra rằng chó sói túi sinh sống ở khắp lục địa Úc và New Guinea. Bằng chứng về sự tồn tại của loài vật này ở Úc đến từ một xác chết khô được phát hiện trong một hang động ở đồng bằng Nullarbor thuộc Tây Úc năm 1990; định tuổi bằng cacbon tiết lộ mẫu vật này đã khoảng 3.300 năm tuổi.[40] Các dấu chân hóa thạch được kiểm tra gần đây cũng cho thấy phạm vi phân bố lịch sử của loài này trên đảo Kangaroo.[41]

Ở Tasmania, chúng ưa thích các khu rừng gỗ của vùng trung du và vùng đất hoang ven biển, những nơi mà sau này trở thành tâm điểm sự chú ý của người dân định cư Anh tìm kiếm các vùng đất để chăn thả gia súc.[42] Các đường sọc có thể đã giúp con vật ngụy trang trong môi trường rừng rậm,[29] nhưng đặc điểm này cũng có thể phục vụ cho mục đích nhận dạng cá thể.[43] Một con chó sói túi điển hình có diện tích lãnh thổ vào khoảng từ 40 đến 80 km^ (15 đến 31 dặm vuông).[30] Chúng dường như chỉ loanh quanh trong phạm vi nhà của chúng mà không có tính lãnh thổ; các nhóm lớn không phải là gia đình đôi khi được quan sát đi cùng nhau.[44]