Platanlønn danner sjelden store bestander innenfor det naturlige utbredelsesområdet. Kravene til voksested minner om bøk, men platanlønn kan vokse på fuktigere steder, og bøk kan vokse på surere jord. Platanlønn vokser spredt i bøkeskog, blandingsskog med bøk, edelgran og gran og fjellskoger med svartfuru eller furu. Arten kan være dominerende i raviner og rasmarker der den vokser sammen med ask, alm, lind og mer sjeldent storlind. I Alpene vokser den opp til 2000 moh.