Черноголовая гаичка в России обитает в европейской части страны в узкой полосе между Ленинградской и Белгородской областями, которая к западу сужается в сторону Предуралья и Южного Урала, а также на Северном Кавказе. 13
В Сибири гаичка распространена к востоку от равнин и предгорий Алтая, Кузнецкого Алатау и Саян. 13 Эта часть ареала простирается на восток до побережий Японского и Жёлтого морей, к северу поднимаясь до районов Красноярска и Иркутска. 13 Восточнее — в Забайкальском крае и бассейне среднего и нижнего Амура — до 53-й параллели (севернее Читы и Сретенска). 1
В Европейской России гаичка населяет зрелые лиственные, реже смешанные леса на равнинах и в нижнем поясе гор. 13 Предпочитает заболоченные древостоя с большим количеством больных и погибших деревьев. 13 Часто селится в пойменных зарослях ольхи, черёмухи и ивняка, сырых дубовых, буковых, тополиных и берёзовых рощах. 13
Также гаичка часто встречается на кладбищах, окраинах сельхозугодий, в парках и больших заросших садах. 13 Вне сезона размножения иногда посещает хвойные леса. 1