Il vit dans les champs de céréales, de légumineuses (trèfle, luzerne…) et de betteraves. Il peuple les régions dont l'altitude est inférieure à 500 m. Il creuse un terrier jusqu'à 2 mètres de profondeur. Le grand hamster est particulièrement lié aux conditions pédologiques. Ainsi, les sols lœssiques sont recherchés en priorité.
C'est à l'origine un animal habitant les steppes de l'Europe centrale et de l'est. À la faveur du déboisement et de l'extension des terres cultivées il s'est ensuite acclimaté vers l'ouest de l'Europe. Dans certains pays de l'Europe de l'Est la population peut aller jusqu'à plusieurs centaines d'individus par hectare.
Les densités de populations sont difficiles à estimer car très fluctuantes durant l'année, et surtout selon les années, en fonction des conditions climatiques, du milieu et de nos jours, des facteurs humains. Si le hamster d'Europe est encore susceptible de pulluler en Europe de l'Est, à l'heure actuelle, les populations de la façade ouest de l'aire de répartition sont toutes au seuil de l'extinction.
Le hamster vit depuis des milliers d'années en Europe, surtout en Europe centrale (Roumanie, Bulgarie, Hongrie, pays de l'ex-Union soviétique...).
On rencontre cette espèce en Europe ainsi qu'en Asie (jusqu'à l'Iénisséi supérieur et l'Altaï) : Autriche, Biélorussie, Belgique, Bulgarie, Croatie, République tchèque, Allemagne, France, Hongrie, Luxembourg, Moldavie, Pologne, Roumanie, Russie, Slovénie, Slovaquie, Ukraine, ex-Yougoslavie, Pays-Bas, Moyen-Orient.
En France il ne se rencontre que dans la plaine d'Alsace.
En Belgique, il se retrouve essentiellement en Hesbaye et au Pays de Herve occidental.
Pour l'Alsace: