Ursprunglig. Allmän på kalkhällar, i karstspringor, på klippor och raukar, ofta vid foten av urbergsblock på kalkhäll, någon gång på klapper. Känsligare mot uttorkning än murruta och växer oftast i skuggiga partier eller vid stenrötter (ofta silikatsten); i kustnära områden kan den växa helt öppet.

Trots att svartbräken påträffats i mellan 500 och 600 km²-rutor har den bara visat sig i en enda provruta. Den låga frekvensen i provrutorna tyder på att svartbräkenlokalerna oftast är små, med glest utspridda plantor som inte så lätt hamnar inom ett slumpvis utvalt mindre område.

Ojämnt spridd, beroende på biotopkraven. Saknas i stora delar av Gotland men förekommer längst i söder, på Karlsöarna, i hällmarksområdena på mellersta Gotland och Östergarnslandet, kring Visby samt på norra Gotland (utom Gotska Sandön). Johansson (1897) bedömde att svartbräken förekom ”H. o. d. på hällområdena”, alltså inte riktigt lika frekvent som murruta. Detta stämmer in lika bra i dag. Även utbredningsmönstren är i stort sett desamma för de två arterna.
På Gotland förekommer, såvitt känt, bara underarten kalksvartbräken ssp. quadrivalens.