A vándorsólyom kozmopolita faj, az Antarktisz kivételével gyakorlatilag az összes földrészen jelen van. Az északi hideg öv tájaitól kezdve, a mérsékelt éghajlatú területeken át, a trópusi vidékekig mindenütt megtalálható. Az élőhelyek tekintetében nem válogatós, néhány élőhelytípus kivételével mindenhol előfordulhat. Csupán Amazóniából, a Szaharából, a kiterjedt közép-ázsiai sztyeppékről, az Antarktiszról, valamint a magashegységek 2000 méter feletti régióiból hiányzik. A magas északon élő vándorsólymok ősszel délre vonulnak és a telet melegebb vidéken töltik. Vonulásuk során legtöbbször a zsákmányul szolgáló kisebb madárfajokat követik.

Dunakanyari élőhely

Magyarországon, fészkelési időben elsősorban a hegyvidéken találkozhatunk vándorsólyommal.

naplemente a "fészekből"

Ősszel és télen azonban lehúzódnak az alföldre, ahol leginkább vizes területek közelében figyelhetők meg. A nagyobb városokban, például Budapesten, Pécsett, Debrecenben, rendszeresen megjelennek a téli időszakban, sőt néhol át is telelnek.