Ceratina chalybea présente une distribution holoméditerranéenne étendue. On la trouve depuis la côte atlantique du Portugal jusqu'au Caucase et la Mer Caspienne. Elle n'est abondante qu'en région méditerranéenne. Plus au Nord, elle est beaucoup plus localisée. Elle atteint le nord de la France. En Allemagne, elle s'étend à l'ouest en suivant le Rhin et atteint à l'est la région du Thüringen en venant des Balkans. Au Maroc comme en Turquie, l'espèce semble éviter les zones de climat thermoméditerranéen et se cantonne aux montagnes qui les bordent (Terzo et al., 1999). En France par contre elle semble éviter les hautes altitudes des alpes. Elle semble ainsi suivre le modèle de la lentille de Gorodkov (1986a, b). On peut rencontrer l'espèce jusqu'à près de 2.500 m d'altitude.
Sa phénologie est univoltine et estivale.
Sa nidification a été particulièrement bien étudiée par Malyshev (1913). Elle niche principalement dans les tiges de Rubus, dont Rubus ulmifolius Schott. Le prof. J. Leclercq l'a également vu nicher dans une tige de Dipsacus sp. A Tbilisi (Georgie), un nid a été observé dans une tige d'Ailanthus sp.
L'espèce est très polylectique.
M. Terzo