Loài hổ Sumatran tồn tại trong quần thể cô lập trên khắp đảo Sumatra. Chúng chiếm một phạm vi rộng của môi trường sống, từ rừng đất thấp ven biển của Vườn quốc gia Bukit Barisan Selatan ở mũi phía đông nam của tỉnh Lampung đến khu vực có độ cao 3.200 m so với mực nước biển (10.500 ft) trong rừng núi của Vườn quốc gia Gunung Leuser ở tỉnh Aceh. Chúng đã được chụp liên tục ở độ cao 2.600 m (8.500 ft) trong một khu vực gồ ghề của miền bắc Sumatra, và hiện diện trong 27 sinh cảnh khác nhau trên diện tích hơn 250 km2 (97 dặm vuông). Hổ Sumatra thích rừng ở vùng đất thấp và đồi, nơi có tới ba con hổ sống trong một khu vực rộng 100 km2 (39 dặm vuông). Chúng sử dụng môi trường sống không có rừng và cảnh quan do con người thống trị ở rìa của các khu vực được bảo vệ ở mức độ thấp hơn.

Hổ Sumatra rất thích những khu rừng hoang và ít khi xuất hiện ở đồn điền trồng keo và cọ dầu ngay cả khi chúng có sẵn. Trong các khu vực rừng tự nhiên, chúng có xu hướng hoạt động trong các khu vực có độ cao lớn hơn, lượng mưa hàng năm thấp hơn, nằm xa bìa rừng và gần giữa rừng hơn. Chúng thích rừng có độ che phủ dày đặc và độ dốc cao, và chúng luôn tránh các khu vực rừng có ảnh hưởng của con người cao trong các hình thức xâm lấn và định cư. Trong các đồn điền keo, hổ Sumatra có xu hướng sinh sống các khu vực gần nước hơn và thích các khu vực có cây cối già hơn, nhiều lá hơn và lớp phủ dày hơn. Hồ sơ về hổ trong các đồn điền cọ dầu và đồn điền cao su đang khan hiếm.

Sự sẵn có của thảm thực vật đầy đủ trên mặt đất đóng vai trò là điều kiện môi trường cần thiết về cơ bản bởi hổ bất kể vị trí. Nếu không có vỏ bọc đầy đủ, hổ thậm chí còn dễ bị đàn áp hơn bởi con người. Các biến số liên quan đến xáo trộn của con người ảnh hưởng tiêu cực đến việc chiếm dụng và sử dụng môi trường sống của hổ. Các biến có tác động mạnh bao gồm định cư và xâm lấn trong khu vực rừng, khai thác gỗ và cường độ bảo trì trong các đồn điền keo. Các cuộc điều tra bẫy ảnh được thực hiện ở miền nam Riau cho thấy lượng con mồi tiềm năng rất thấp và mật độ hổ thấp ở các khu vực rừng đầm lầy than bùn. Lấy mẫu lặp đi lặp lại ở Công viên quốc gia Tesso Nilo mới thành lập đã ghi nhận xu hướng tăng mật độ hổ từ 0,90 cá thể trên 100 km2 (39 dặm vuông) vào năm 2005 lên 1,70 cá thể trên 100 km2 (39 dặm vuông) trong năm 2008.

Năm 1978, số lượng hổ Sumatra được ước tính là 1.000 cá thể, dựa trên một cuộc khảo sát. Năm 1985, tổng cộng 26 khu bảo tồn trên khắp đảo Sumatra có khoảng 800 con hổ đã được xác định. Vào năm 1992, ước tính có 400-500 con hổ sống trong năm vườn quốc gia và hai khu bảo tồn. Vào thời điểm đó, quần thể lớn nhất, bao gồm 110-180 cá thể, được báo cáo từ Vườn quốc gia Gunung Leuser. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây cho thấy Vườn quốc gia Kerinci Seblat ở miền trung Sumatra có số lượng hổ cao nhất trên đảo, ước tính là 165-190 cá thể. Công viên cũng được chứng minh là có mật độ quần thể hổ cao nhất trong các khu bảo tồn, với 83% công viên có dấu vết của hổ. Có nhiều cá thể hổ ở Vườn Quốc gia Kerinci Seblat hơn cả ở Nepal, và nhiều hơn ở Trung Quốc, Lào, Campuchia và Việt Nam cộng lại. Tổng số hổ Sumatra được ước tính là 618 ± 290 cá thể trong năm 2017.