Мохноногий сыч обитает в лесной зоне Евразии и Северной Америки. 1 Он предпочитает густые хвойные леса, но может селиться и в лиственничных и спелых смешанных лесах, особенно вблизи болот, вырубок или гарей. 2

В России мохноногий сыч распространён широко — от Кольского полуострова и Калининградской области до Сахалина и Камчатки. 1 Также он встречается в горных хвойных лесах Кавказа, Закавказья, в некоторых районах Средней и Центральной Азии. 1

В центральной России эти птицы гнездятся в Калужской, Тульской, Рязанской области, в Тюмени и на Урале. 3 Отдельные изолированные популяции обитают на Алтае, в Тарбагатае, Кентее, Забайкалье и Приморье. 3