Miejsce występowania i zasoby populacji Gatunek rośnie w naturze współcześnie w co najmniej trzech, blisko siebie położonych miejscach. Reprezentowany jest przez mniej niż 100 drzew dorosłych oraz około 200–300 siewek i młodych okazów. Ze względu na liczne zagrożenia dla tak nielicznej populacji, które mogłyby nastąpić w przypadku upowszechnienia informacji o miejscu jej występowania – dokładna lokalizacja populacji utrzymywana jest w tajemnicy przez wąskie grono specjalistów. Konsekwencją tego stanu rzeczy, a także kłopotów z wyróżnieniem poszczególnych drzew ze względu na powstawanie okazów odroślowych, są różnice w opisie położenia i liczebności populacji wolemii. Według różnych źródeł stanowiska znajdują się ok. 150 lub 200 km na zachód lub północny zachód od Sydney w Parku Narodowym Wollemi w Górach Błękitnych. Drzewa rosną na wysokości 670–780 m n.p.m. w głębokim na 500–600 m, wąskim i wilgotnym kanionie powstałym w piaskowcach. Na jego dnie w pobliżu stanowisk wolemii płynie strumień.