Presente in Europa centro-meridionale, a est sino all'Ucraina. Assente in Irlanda, Danimarca e Fennoscandia, raggiunge la costa baltica in Polonia. Rilevata nella maggior parte delle isole mediterranee, in Asia minore, Libano e Palestina. In Italia è segnalata in tutte le regioni.
Rispetto al passato sono state riscontrate contrazioni dell'areale di questa specie, in particolare a livello nordeuropeo. Myotis myotis si è recentemente estinto o è considerato prossimo all'estinzione in Inghilterra, Belgio settentrionale, Olanda e Israele.
Per quanto concerne la distribuzione nei parchi lombardi la specie, al pari del congenerico M. blythii, è stata rinvenuta unicamente nelle aree prealpine delle province di Sondrio e Bergamo. La carenza di dati potrebbe essere in parte dovuta alla scarsità di studi specifici, pur essendo nota una generalizzata diminuzione delle specie di questo gruppo.