Występowanie i środowisko Kardynał szkarłatny występuje obficie w środkowej i wschodniej części Stanów Zjednoczonych, na południu Kanady w prowincjach Ontario, Quebec, Nowy Brunszwik i Nowa Szkocja. Rozpowszechniony jest również w Meksyku, na północy Gwatemali i Belize. Gatunek ten od co najmniej połowy XIX wieku znacząco poszerzył swój zasięg występowania, zwłaszcza na północ. Został wprowadzony na Bermudach, a później także na Hawajach oraz w południowej Kalifornii. Naturalnym środowiskiem występowania kardynała szkarłatnego są lasy i ich obrzeża, zarośla i bagna, choć zamieszkuje również środowiska antropogeniczne, np. parki i ogrody w miastach czy zarośnięte pola uprawne. Ptaki te są bardzo terytorialne, lecz są w stanie migrować w celu uniknięcia ekstremalnych warunków pogodowych lub głodu, spowodowanego brakiem wystarczających ilości pożywienia na zamieszkiwanych przez nie obszarach.
Komisja Faunistyczna Sekcji Ornitologicznej Polskiego Towarzystwa Zoologicznego wymienia kardynała szkarłatnego na liście gatunków stwierdzonych w Polsce, lecz nie zaliczonych do awifauny krajowej (kategoria E w klasyfikacji AERC – pojaw nienaturalny).