黑头林莺分布于欧亚大陆及非洲北部（包括整个欧洲、北回归线以北的非洲地区、阿拉伯半岛以及喜马拉雅山－横断山脉－岷山－秦岭－淮河以北的亚洲地区。），非洲中南部地区（包括阿拉伯半岛的南部、撒哈拉沙漠（北回归线）以南的整个非洲大陆。）