白眉长臂猿为东洋界缅甸—中国亚区的特有种，中国以内仅分布于云南西部怒江以西的保山、腾冲、盈江和陇川。中国以外见于缅甸、孟加拉和印度东北部阿萨姆。

白眉长臂猿主要栖息于南亚热带季风常绿阔叶林，在云南西部，多栖于海拔2000-2500米之间的中山湿性常绿阔叶林和落叶阔叶林，冬季常向下作垂直迁移。