Широко распространён в Западной Европе и европейской части России, встречается на севере Африки и в западной Азии. Северная граница ареала проходит по южной Финляндии и северу Ленинградской области, при этом на западном побережье Норвегии, ввиду влияния Гольфстрима, она достигает 65-й параллели. По мере продвижения на восток граница ареала резко сдвигается к югу, а в Сибири в настоящее время в естественных условиях не встречается. Восточными пределами ареала дуба черешчатого служат водораздел рек Волги и Урала (возвышенность Общий Сырт), а также долины рек Юрюзани и Сылвы[8]. Широко используется в полезащитном лесоразведении[3].
Интродуцирован на северо-востоке Северной Америки.