Chuột gạo đồng lầy hiện xuất hiện ở hầu hết tây và nam nước Mỹ, đông bắc đến nam New Jersey, và từ nam đến tây nam Texas và cuối tây nam Tamaulipas, Mexico. Các ghi chép về phía cực bắc ở nội địa Hoa Kỳ thì loài xuất hiện ở Oklahoma, tây nam Kansas, nam Missouri và Illinois, và nửa nam Kenturky, nhưng không có mặt ở hầu hết Appalachians. Hóa thạch của chuột gạo đồng lầy được biết có từ thời Rancholabrean (cuối Thế Canh Tân, ít hơn 300.000 năm trước) ở Florida và Georgia và vẫn được dùng nói đến phân loài đã tuyệt chủng O. p. fossilis từ thời kỳ Wisconsinan và Sangamonian ở Texas và Illinoian và Sangamonian ở Kansas.Ở Florida Keys, chuột gạo xuất hiện ở hầu hết Lower Keys, nhưng không có ở Upper Keys nơi có nguồn gốc địa chất khác nhau và có lẽ không bao giờ kết nối bởi đất liền. Nhóm gen Cytb phía tây và phía đông trong loài chuột này có thể thể hiện sự mở rộng từ vùng trú ẩn băng hà khác nhau mà các loài bị giới hạn trong đó trong thời kỳ băng hà.

Hang động và dấu vết khảo cổ chỉ ra ra phạm vi của loài chuột gạo đồng lầy đã mở rộng đáng kể lên phía bắc và phía đông trước đó vào Thế Toàn Tân, về trung tâm Texas, Tây Nebraska, tây nam Iowa, trung tâm Illinois, nam Ohio, Tây Virginia, và tây nam Pennsylvania. Hầu hết các khu khảo cổ phía bắc có niên đại từ khoảng 1000 CE và có liên hệ với trồng trọt ngô nhưng ở một số khu hang động cổ, việc chuột gạo được tìm thấy cùng với loài Cừu trư khổng lồ (Dasypus bellus) cho thấy điều kiện khí hậu ấm áp. Có lẽ thời kỳ ấm áp trong Kỷ Đệ tứ cho phép loài này phân tán về phía bắc và khi khí hậu lạnh đi, quần thể di cư vẫn có thể sống sót ở phía Bắc như vật cộng sinh trong cộng đồng trồng trọt Người Mỹ Bản địa. Một số bán hóa thạch động vật lớn hơn một chút so với loài chuột gạo đồng lầy đang sống, có thẻ do hạn chế về môi trường đã được nới lỏng trong quần thể cộng sinh.

Ở Tamaulipas và miền nam Texas, phạm vi của loài này và Oryzomys couesi trùng nhau; ở một số quận của Kenedy, Willacy và Cameron, Texas, và ở cuối tây nam Tamaulipas, hai loài này được gọi là Sympatry (cùng xuất hiện tại các nơi giống nhau). Trong điều kiện thí nghiệm, chúng không giao phối với nhau và phân tích di truyền không cho ra bằng chứng về dòng gen hay lai tạo trong hoang dã. So với O. couesi, chuột gạo đồng lầy cho thấy ít biến đổi di truyền trong cùng quần thể nhưng nhiều hơn giữa các quần thể ở vùng tiếp xúc, có thể là do loài này bị giới hạn trong quần thể cô lập ở gần bờ biển.

Chuột gạo xuất hiện ở một số loại môi trường sống, từ đầm lầy muối đến suối trên núi và khe núi. Do đây là loài nửa sống ở nước, chúng dành nhiều thời gian trong nước, thường xuất hiện ở môi trường đất ngập nước. Chúng thích các khu vực mà đất được che bởi cỏ và cây bụi, giúp bảo vệ chúng khỏi kẻ săn mồi. Ở miền nam Illinois, chuột gạo đồng lầy có nhiều khả năng cao xuất hiện ở các vùng đất ngập nước mà có lớp cỏ bao phủ nhiều hơn, tầm nhìn thường bị che khuất và gần các đồng cỏ. Loài này cũng xuất hiện ở các vùng đất khô trên cao có thể đóng vai trò làm vũng lầy cho các động vật phân tấn, còn non và làm nơi trú khi thủy triều cao. Chuột gạo là loài bơi trên nước lão luyện; các nghiên cứu trên các quần đảo của bán đảo Delmarva Peninsula của Virginia thể hiện chúng có thể dễ dạng vượt eo biển 300-m (1000 ft) giữa các đảo.