Il est présent sur la majeure partie de l'Europe et de l'Asie, jusqu'au Japon. Cependant il est absent des iles méditerranéennes européennes, et des régions les plus au sud, majorité de l'Espagne et du Portugal, sud de l'Italie et de la Grèce, comme des pays nordiques (Suède, Norvège).
Le grand Mars Changeant serait présent dans la majorité des départements de France métropolitaine excepté la Corse, la bordure atlantique de la Vendée aux Landes et la bordure méditerranéenne
Biotope
Le grand Mars Changeant aime les chênaies aux sentiers bordés de saules et les mâles ont leur territoire sur les grands arbres.
Menaces sur son biotope
Certaines de ses plantes-hôtes sont en régression au profit de clones de peupliers industriels cultivés en peupleraies plus exposées au vent, à la lumière et à la déshydratation que les forêts naturelles. Ces milieux sont également de plus en plus écologiquement fragmentés ou insularisés. Localement au moins, l'espèce pourrait être vulnérable au recul des peupliers sauvages autochtones et à l'intensification de la sylviculture (mise en culture, drainage, exploitation industrielle...), ainsi qu'aux climatiques locales et globales).
Protection
Le grand Mars Changeant n'est pas protégé au niveau européen.