Le Pinson du Nord se reproduit en Eurasie septentrionale de la Norvège au détroit de Béring et à Sakhaline. Cette zone relativement étroite s'élargit dans sa partie orientale jusqu'au nord-ouest de la Mongolie.
Cet oiseau est sédentaire dans le sud de la Suède et l'extrême sud-est de la Norvège. Il hiverne en Europe occidentale, en Afrique du Nord-Ouest, au Proche et au Moyen-Orient, en Asie Mineure, dans le Caucase, le nord de l'Inde, l'Himalaya, le sud-est du Kazakhstan, l'extrême nord-ouest et l'est de la Chine, le nord du Nan Shan...
En 2001/2002 un grand dortoir de pinsons du nord s'était formé sur la commune de Fontenais, près de Porrentruy en Suisse. Claude Nardin, réalisateur français, en collaboration avec la SHNPP a réalisé un documentaire sur ce comportement particulier.
Les pinsons du nord sont territoriaux en période de nidification mais en hiver, leur comportement change et ils peuvent quelquefois devenir très grégaires et dormir dans d'immenses dortoirs (phénomène connu en Suisse seulement 8 fois au cours du XX siècle). De plus petits dortoirs se forment toutes les années.
Les pinsons du nord passent l'hiver plus au sud en Europe et migrent en mars vers le nord, en octobre vers le sud.