Arten har en sirkumpolar utbredelse i arktiske og subarktiske områder, mellom 46º og 82º nord. Nord i Atlanterhavet hekker den fra Øst-Canada via Grønland, Island, Bjørnøya, Finnmark (få), Svalbard, Frans Josefs land og til Novaja Semlja. Den er også utbredt på begge sider av Beringstredet (Russland og Alaska). Den sørligste bestanden av polarlomvi finnes på øyene sør for Kamtsjatkahalvøya i Øst-Sibir, Kurilene.