Mèo đốm Margay phân bố từ các vùng đất thấp nhiệt đới ở Mexico qua Trung Mỹ đến Brazil và Paraguay.[1] Ở Mexico, nó đã được ghi nhận ở 24 trong số 32 tiểu bang, trải dài về phía bắc lên vùng đất thấp ven biển và Sierra Madres xa về phía bắc như các bang biên giới của Hoa Kỳ như Coahuila, Nuevo Leon và Tamaulipas ở phía đông và nam Sonora ở phía tây.[6] Rìa phía nam của phạm vi này đến tận Uruguay và bắc Argentina. Nó hầu như chỉ sinh sống trong các khu rừng rậm, từ rừng thường xanh nhiệt đới đến rừng khô nhiệt đới và rừng mây cao. Mèo đốm Margay đôi khi cũng được quan sát thấy trong các đồn điền cà phê và ca cao.[5]

Ghi nhận duy nhất từ Hoa Kỳ đã được thu thập vào khoảng trước năm 1852 gần Eagle Pass, Maverick County, Texas và nó hiện được coi là tuyệt chủng ở Texas.[7][8] Hóa thạch tàn tích của mèo đốm Margay đã được thu thập trong trầm tích Pleistocen ở Quận Cam, Texas dọc theo sông Sabine và nó được cho là đã phân bố một phần đáng kể của miền nam Texas tại một thời điểm. [7]

Bằng chứng hóa thạch của mèo đốm Margay hoặc mèo giống mèo đốm Margay đã được tìm thấy ở Florida và Georgia có niên đại từ thế Pleistocen, cho thấy rằng chúng đã từng phân bố rộng hơn trong quá khứ.