Miało to miejsce w plejstocenie, w okresie zlodowacenia Wisconsin (czasowo odpowiadającego zlodowaceniu Wisły), 100–80 tysięcy lat temu, lub zlodowacenia Illinois (odpowiadającego zlodowaceniom środkowopolskim), 300–130 tysięcy lat temu.
W Europie żyje w Niemczech, Czechach, Słowacji, Polsce, Białorusi, Ukrainie, Litwie, Estonii, Finlandii, Rosji, Kazachstanie, Mongolii, Chinach (Sinciang i Mongolia Wewnętrzna), Stanach Zjednoczonych (Alaska) i Kanadzie. Reliktowe populacje żyją także w Holandii, południowej Norwegii i północnej Szwecji, na fińskim wybrzeżu oraz Austrii, Słowacji i Węgrzech. W Polsce spotyka się go w północnej, środkowej i częściowo południowej części kraju, z wyjątkiem terenów górskich. Ogółem jest spotykany od poziomu morza do 2900 m n.p.m. Żyje najdalej na północ spośród wszystkich norników w Ameryce Północnej, aż do 71 równoleżnika.
Norniki północne preferują siedliska wilgotne i podmokłe, spotyka się je na torfowiskach, w dolinach rzecznych, nad brzegami jezior, strumieni i na wybrzeżu morza. Można je spotkać w tundrze, tajdze, lasostepie, a nawet na półpustyniach. Środowiskiem szczególnie preferowanym są turzycowiska o budowie kępowej, w których gatunek ten może żyć nawet na terenach częściowo zalewanych.