Zimorodek jest szeroko rozprzestrzeniony w Europie, Azji i północnej Afryce, głównie na południe od równoleżnika 60°N. Jest powszechnym gatunkiem lęgowym na większości swojego rozległego zasięgu w Europie, w północnej Afryce głównie zimuje, jednak nieliczne populacje odbywają lęgi na wybrzeżu Maroka i Tunezji. W regionach o klimacie umiarkowanym, zimorodek zasiedla czyste, wolnopłynące strumienie i rzeki oraz jeziora z brzegami silnie porośniętymi roślinnością. Odwiedza zarośla i krzewy ze zwisającymi gałęziami blisko płytkiej, otwartej wody, w której żeruje. W zimie chętniej żeruje na wybrzeżach, często w estuariach, czy zatokach oraz wzdłuż skalistych wybrzeży. Populacje tropikalne spotykane są przy wolno płynących rzekach, nad namorzynowymi strumieniami, czy na bagnach.
Zimorodki są ważnymi elementami ekosystemów i dobrymi bioindykatorami zdrowia społeczności słodkowodnych. Najwyższe gęstości ptaków lęgowych notowane są w siedliskach z czystą wodą oraz drzewami i krzewami na brzegach, co ułatwia obserwację ofiar. Siedliska wybierane przez zimorodki mają również najwyższą jakość wody, więc obecność tego ptaka potwierdza normę jakości wody.