Eurázsia középső és nyugati felén, valamint Észak- és Közép-Amerikában elterjedt. Európának csak a déli felében tenyészik, de minden évben felvándorol, így csak a legészakibb területeken nem fordul elő. Megfelelően védett helyeken (barlangokban, faodvakban, melléképületekben) jelenleg már hazánkban is át tud telelni kifejlett lepkeként, majd tavasszal, március-április környékén újra szárnyra kel. Az áttelelőkhöz minden évben csatlakoznak a Földközi-tenger vidékéről felvándoroltak. Májustól októberig repül kettő-három egybefolyó nemzedéke. Magyarország egész területén előfordul, főként nedves, félig nyílt területeken: erdőszéleken, réteken, gyümölcsösökben, városi parkokban. Nyár végén gyakran láthatók a lehullott gyümölcsöket szívogató példányai. Fő tápnövénye a nagy csalán. A melegedő klíma miatt az utóbbi években kifejezetten gyakori lett. Az atalantalepke hazánkban védett, természetvédelmi értéke 5 000 forint.