มีการกระจายพันธุ์ตั้งแต่เนปาล, สิกขิม, ภาคเหนือของอินเดีย, ภาคใต้ของจีน, ไต้หวัน, ตะวันตกของพม่า, ไทย, ลาว, กัมพูชา, เวียดนาม, มาเลเซีย, เกาะบอร์เนียวและเกาะสุมาตรา มีพฤติกรรมมักอาศัยและหากินตามลำพัง หากินบนต้นไม้มากกว่าตามพื้น แต่ก็ลงมาบนพื้นดินบ้างเป็นบางครั้ง มักหากินในเวลากลางคืน เหยื่อได้แก่ นก, ลิง และงูบางชนิด โดยก่อนกินเหยื่อจะเลียขนของเหยื่ออกเสียก่อนเพื่อทำความสะอาด บางครั้งจะกลับมากินเหยื่อที่เหลือทิ้งไว้จนหมด ใช้เวลาตั้งท้อง 90 - 95 วันออกลูกครั้งละ 2 - 4 ตัว โดยลูกเสือแรกเกิดมีน้ำหนักตัวประมาณ 150 - 180 กรัม แต่พฤติกรรมในสถานที่เลี้ยง การผสมพันธุ์เป็นไปได้ยาก เนื่องจากเสือลายเมฆตัวผู้จะทำร้ายตัวเมียจนถึงตายได้ เนื่องจากเป็นสัตว์ที่ตอบสนองต่อความเครียดได้ง่าย ในปี ค.ศ. 2002 จึงมีโครงการโดยความร่วมมือของหลายประเทศและสถาบันสมิธโซเนียนผสมพันธุ์เสือลายเมฆขึ้นด้วยวิธีการผสมเทียม จนกระทั่งได้ลูกเสือลายเมฆด้วยวิธีนี้มาแล้ว 58 ตัว (ข้อมูลจนถึงปี ค.ศ. 2015) และเสือลายเมฆกลุ่มนี้ได้กลายเป็นต้นพันธุ์ให้แก่สวนสัตว์ต่าง ๆ ทั่วโลก เพื่อเพาะขยายพันธุ์ต่อแล้วถึง 16 ตัว สำหรับในประเทศไทยประสบความสำเร็จในกลางปี ค.ศ. 2015 ที่สวนสัตว์เปิดเขาเขียว เป็นลูกเสือลายเมฆ 2 ตัว[5] [2]

ทางฝั่งใต้แม่น้ำแยงซีเกียง เคยพบในตีนเขาหิมาลัยที่ระดับความสูงถึง 1,450 เมตร คาดว่าเสือลายเมฆอาจอยู่ได้ที่ระดับความสูงถึง 3,000 เมตร