Cette espèce possède une vaste aire de répartition couvrant pratiquement tout l'hémisphère nord tempéré, elle se rencontre en Europe, en Afrique du Nord, dans les régions tempérées de l'Asie et au Japon ainsi qu'en Amérique du Nord. En raison de changements climatiques, ce grand papillon diurne est arrivé à Montréal en 2012. Il est présent dans toute l'Europe mais semble se raréfier en Europe centrale. Il est absent de l'Irlande, et dans la Grande-Bretagne il est très rare et on le trouve seulement dans The Broads en Norfolk.
Le machaon est présent dans tous les départements de France métropolitaine.
