Максимального своего распространения львы достигли в конце плейстоцена: примерно 100 000-10 000 лет назад у них был самый обширный среди млекопитающих сухопутный ареал. Различные географические расы или подвиды львов встречались от Аляски и Юкона в Северной Америке до Перу в Южной, по всей Европе, в Азии до Сибири и на большей части Африки. В Северной Америке они вымерли примерно 10 000 лет назад.
В исторические времена львы обитали на крайнем юге Африки и по всему северу этого континента, а также по всей Передней Азии, доходя до Индии, где занимали полупустынные равнины в северной половине страны, и Балканского полуострова в Европе. На европейском континенте львы были истреблены к 100 н. э. Иногда считается что последний лев в Южнорусских степях был убит Ярославом Мудрым, а в прочих частях прежнего ареала исчезли к концу XIX века. В Иране несколько львов сохранялось до 1942 ; в Индии их число сократилось примерно до 25, и остались они там только в Гирском лесу, однако они были взяты под охрану, и с 1940-х годов их популяция существенно увеличилась. В настоящее время, в рамках проекта Плейстоценовый парк, рассматривается возможность реинтродукции львов в Якутии.