Południowa
Eurazja, cała Afryka; w Europie zwartym zasięgiem obejmuje otoczenie Morza Śródziemnego
i M. Czarnego, przez Morawy, Słowację i południowo-wschodnią Polskę przebiega
północna granica zasięgu tego gatunku w Europie Środkowej. W Polsce zasiedla
obszar Puszczy Sandomierskiej; inne stanowiska - opisane w II połowie XX w.,
jak np. w Lasach Janowskich, Niecce Nidziańskiej i Pieninach - co najmniej od
kilkunastu lat nie zostały potwierdzone. 
Stwierdzony w parkach narodowych: 
Nie oszacowana, wiadomo natomiast, że największa polska populacja modliszki wytworzyła się w rejonie Nowej Dęby.
Zasiedla tereny suche i nasłonecznione, najczęściej przebywa w młodych nasadzeniach sosnowych na wrzosowiskach i polanach śródleśnych. Aktywna w wysokiej temperaturze powietrza, jej optimum termiczne w Polsce wynosi około + 20°C. W sierpniu i wrześniu zapłodniona samica znosi jaja umieszczone w kokonie. W jednym kokonie znajduje się do 150 jaj, jedna samica składa 3-5 kokonów. Kokony składają również niezapłodnione samice, wtedy potomstwo rozwija się partenogenetycznie. Kokony przytwierdzone są do liści traw i gałązek krzewów. Jaja modliszki zimują w stanie diapauzy, dzięki czemu odporne są na niską temperaturę. Wykluwanie się larw następuje ok. 250 dni od złożenia jaj. Larwy podobne są do imago, nie mają jednak narządów płciowych i skrzydeł. Jest gatunkiem drapieżnym. Zaraz po wykluciu larwa rozpoczyna polowanie na inne owady, zdarza się, że jej ofiarą pada świeżo wyklute potomstwo. Rozwój larwalny trwa ok. 60 dni.
Ograniczony zasięg na północnej granicy występowania gatunku sprawia, że polska populacja modliszki jest zagrożona wyginięciem w razie zadziałania jakichś niekorzystnych czynników losowych i antropogenicznych. Objęta jest ochroną gatunkową (Dz. U. 1995, nr 13, poz. 61), drobne stanowiska nad Nidą i w Pieninach (czy naturalne?) chronione są przez rezerwaty przyrody i Pieniński PN. Włączona do "Polskiej czerwonej księgi zwierząt" (dawna kat R).