Hábita las zonas de vida de Arbustos Andinos y Bosque Montano Occidentales, en áreas con remanentes de vegetación natural y otras con fuerte intervención humana. La precipitación media anual en las localidades conocidas es de 690 mm y la temperatura media anual es de 12.2 ºC. La mayoría de los especímenes recolectados en San Fernando, Laguna de Busa se encontraron entre los juncos de totora (Schoenoplectus californicus) en la orilla de la laguna. Los machos cantaban en las totoras a 1–2 m por encima del suelo. Las hembras perchaban en las totoras a aproximadamente 40 cm del suelo y en los pequeños arroyos que estaban cerca de la laguna. Algunos machos también estaban cantando de las ramas de los arbustos alrededor de la laguna a aproximadamente 2,5 m por encima del suelo. Durante el día, un macho y una hembra fueron encontrados tomando el sol en las hojas de lirios cala (Zantedeschia aethiopica), que estaban presentes a lo largo de acequias que bordean los pastos. En la Laguna de Busa, Gastrotheca litonedis es sintópica con G. pseustes y G. lojana, todas las cuales tienen un modo bifásico de desarrollo, en el que las hembras liberan renacuajos en estanques, donde completan su desarrollo. En todas las visitas realizadas a esta localidad (junio, agosto, octubre y diciembre), se encontraron hembras grávidas, así como renacuajos en los pequeños arroyos, lagunas temporales, y en el borde de la laguna. Una de las hembras grávidas recolectada el 9 de junio 2011 fue transportada al laboratorio, donde depositó 96 renacuajos. En San Gerardo, la mayoría de las muestras se encontraron al borde de un canal de riego en un potrero. Los machos estaban cantando desde el césped a unos 50 cm del suelo. En esta localidad, también se encontró a G. pseustes. Las hembras son heliofílicas, es decir se asolean durante el período de desarrollo de los renacuajos en la bolsa dorsal. ¿¿¿¿Una hembra depositó 42 renacuajos en agosto de 1982??? (Almendáriz y Orcés 2004, Carvajal-Endara et al. 2015).