Występowanie Zasiedla obszar od zachodniej i północno-wschodniej Europy (od północnej granicy Pirenejów do środkowej Skandynawii) po Kazachstan. Nie jest spotykany na południu Półwyspu Iberyjskiego oraz niektórych wyspach Morza Śródziemnego, w Irlandii, Wielkiej Brytanii (tu gatunek ten wyginął jako ptak lęgowy około 1990 roku) oraz północnej Skandynawii. W Europie od kwietnia do września. To typowy ptak wędrowny, który na lęgowiskach spędza jedynie 4–5 miesięcy i migruje na dalekie dystanse. Odlatuje w sierpniu lub wrześniu do wschodniej i południowej Afryki. Zwłaszcza w zachodniej części swojego areału występowania jest gatunkiem coraz rzadziej spotykanym.
W Polsce to liczny ptak lęgowy, wielokrotnie częściej spotykany niż pozostałe krajowe dzierzby. Według szacunków Monitoringu Pospolitych Ptaków Lęgowych, w latach 2013–2018 krajowa populacja liczyła 893 000 – 1 048 000 par lęgowych. Najliczniejszy na Pomorzu Zachodnim i w Dolinie Dolnej Odry. Nieliczny na środkowym Pomorzu, w części Mazur i na Bagnach Biebrzańskich. Spotkać go można jednak w całym kraju, choć w bardzo zmiennej liczbie co roku. Utrudnia to jednoznaczne stwierdzenie, czy liczebność gąsiorka spada. Wiadomo jednak, że gatunek ten coraz bardziej wycofuje się z terenów zurbanizowanych. W górach dochodzi do maksymalnej wysokości 1100 m n.p.m.