Chồn sói sống chủ yếu ở Bắc Cực và các khu vực núi cao của miền Bắc Canada, Alaska, Siberia, Scandinavia. Chúng cũng có nguồn gốc từ phần châu Âu của Nga, các nước vùng Baltic, vùng Viễn Đông của Nga, phía đông bắc Trung Quốc và Mông Cổ. Chồn sói cũng được thấy xa về phía nam như Sierra Nevada, gần hồ Tahoe. Chúng cũng được tìm thấy với số lượng thấp trong dãy núi Rocky và Cascades phía Bắc của Hoa Kỳ, và xa về phía nam và phía đông như Michigan. Tuy nhiên, hầu hết chồn sói Bắc Mỹ sống tại Canada.[1]

Tổng số lượng chồn sói trên thế giới không được biết. Tuy nhiên chúng có mật độ thấp và đòi hỏi một lãnh thổ rất lớn. Lãnh thổ của một con chồn sói đực có thể lớn hơn 620 km2 (240 mi2), bao gồm phạm vi của một số con cái có lãnh thổ nhỏ hơn khoảng 130 - 260 km2 (50-100 mi2). Chồn sói cái chui sâu vào tuyết trong tháng hai để tạo ra một cái hang, được sử dụng cho đến khi cai sữa vào giữa tháng Năm.[9]