由上新世（Pliocene）同更新世（Pleistocene）嘅化石發現記錄研判，過去大海牛嘅分佈範圍可能廣達整個北太平洋中北部海岸地帶，東側達下加利福尼亞半島同而家墨西哥西岸約北緯30度處，西部就去到日本嘅本州（南限約北緯37度）。