Cardiff Metropolitan University vill skapa den sju våningar stora anläggningen i Queenswood - en del av dess Cyncoed campus.
Invånarna och Woodland Trust sa att det skulle påverka arter som fladdermöss, fåglar och rävar.
Universitetet sa att det hade gjort miljökonsekvensstudier.
På Cardiffs webbplats listas ansökan med 133 invändningar, främst från Cyncoed invånare och fullmäktigeledamöter, och tre framställningar mot den.
En taleskvinna för Cardiff Metropolitan University sade att det beslutades att bygga det nya boendet som efterfrågan från studenter att leva på plats outstrips utbudet.
Dess planer för 518-bäddsanläggningen är på ett tredje utkast, med sin position flyttas fyra gånger för att skydda skogen, en del av campus sedan den ursprungliga högskolan grundades 1962.
Woodland Trust har dock invänt mot Cardiffrådet om "skada och förlust" av den "oersättliga livsmiljön".
Kroppens Heini Evans sade: "Vetenskapliga skogar stöder ett stort antal vilda djur och vi måste skydda dessa speciella områden."
Ett uråldrigt skogsområde är ett område som har funnits kontinuerligt sedan 1600 eller tidigare, med dessa som ger stöd åt mer än 256 arter.
Men endast 2 procent av Storbritanniens landareal täcks av dem.
Invånaren Neil Gardner sade Queenswood har mogna ekar, blåklockor, skyddade fladdermöss, igelkottar, rävar och många arter av fåglar.
"När träet förstörs alla dessa kommer att gå förlorade för samhället med en betydande miljöpåverkan på lokalbefolkningen", sade han.
"Detta är ett ekologiskt och miljömässigt brott och är oacceptabelt för lokalbefolkningen."
Universitetets taleskvinna tillade: " Det har varit mycket arbete att förneka eventuella effekter på vilda djur och växter, inklusive biologisk mångfald och miljöstudier.
"Universitetet har också avslutat de olika "in season"-studier som har vidarebefordrats till planeringsmyndigheten."
En offentlig samrådsperiod avslutades förra veckan och rådsplanerare kommer att träffas för att diskutera förslaget vid ett senare tillfälle.
Planer på att bygga studentbostäder på forntida skogsmark har beskrivits som "en miljöbrott" av kampanjmakare som motsatte sig flytten.