Grønlandshvalen er utbredt i en sirkumpolar omkrets på den nordlige halvkule, både i Nord-Atlanteren og i det nordlige Stillehavet (Beringstredet). Den trives i kalde arktiske farvann og migrerer med iskanten og drivisen, nordover om sommeren og sørover om vinteren. Den forekommer ofte i områder med meget tett is og ofte på grundt vann (dybder inntil 100 meter).