Na wschodzie zamieszkuje wody Zatoki Kalifornijskiej oraz zachodnie wybrzeża Półwyspu Kalifornijskiego, Archipelagu Revillagigedo oraz prawdopodobnie północnego Chile. Dane o występowaniu tego gatunku w wodach północno-wschodniego oraz centralno-wschodniego Atlantyku mogą w rzeczywistości dotyczyć żarłacza galapagoskiego, a populacja C. galapagensis zamieszkująca Hawaje, może okazać się oceaniczną populacją żarłacza ciemnoskórego. Badania dotyczące mitochondrialnego DNA i markerów mikrosatelitarnych dowodzą, że rekiny zamieszkujące południową Indonezję i północną Australię, stanowią dwie odrębne subpopulacje.
Rekin ten zamieszkuje wybrzeża od strefy surfowania po zewnętrzne obszary szelfów kontynentalnych. Spotykany również na otwartych wodach oceanicznych. Preferuje pośrednie siedliska, pokrywające się z obszarami bytowania innych gatunków takich jak tawrosz piaskowy, żarłacz brunatny, żarłacz jedwabisty i żarłacz białopłetwy, które przebywają w pobliżu powierzchni, żarłacz galapagoski i żarłacz srebrnopłetwy, które bytują w pobliżu wysp oraz Carcharhinus altimus zamieszkujący głębsze strefy. W północnej części Zatoki Meksykańskiej rekin ten spędza większość czasu na głębokości 10–80 m, schodząc czasami głębiej, na głębokość nawet 200 m, choć potrafi nurkować nawet na głębokość 400 m i większą.