Do parametrów klimatycznych ograniczających zasięg należy średnia maksymalna temperatura roczna wynosząca do 32 °C oraz średnia temperatura najzimniejszego miesiąca w roku wynosząca do -1 °C.
W Polsce zimoziół spotykany jest rzadko – przez kraj przebiega południowa granica zwartego zasięgu. Na obszarach nizinnych w północnej części kraju opisano ok. 150 jego stanowisk. Tam też lokalnie jego zasoby są znaczne i np. w Wolińskim Parku Narodowym uznany został za gatunek ekspansywny. Na południu sięga po okolice Głogowa, Opola, Góry Świętokrzyskie i Leżajsk. Znajdowany jest co jakiś czas na nowych, wtórnych stanowiskach, bowiem rozprzestrzenianiu tego gatunku sprzyjało masowe wprowadzanie sosny do lasów, także na siedliskach żyźniejszych. W efekcie bywa określany mianem „reliktu wędrującego”. W górach jest znacznie rzadszy, stwierdzono jego występowanie w Tatrach, w Sudetach i na Babiej Górze. W Tatrach podano jego występowanie tylko na Kobylarzu oraz poniżej Morskiego Oka, na Babiej Górze na Kościółkach.