Původně obýval značnou část Eurasie, severní Afriky a Severní Ameriky. Do současnosti se však v Evropě udržel souvisleji jen ve Skandinávii, Finsku a v Rusku, izolovaně pak v Pyrenejích, Apeninách, Alpách, Karpatech a na Balkáně. V Severní Americe najdeme dva největší poddruhy medvěda hnědého – grizzlyho a kodiaka. Rozšíření je výrazně limitováno dostupností a množstvím potravy.
Zimu medvěd prospí v brlohu zimním spánkem, který je označován za tzv. nepravý zimní spánek. Tělesná teplota se snižuje pouze minimálně, spotřeba kyslíku klesne asi o polovinu a tep až o 75 %. Brloh může mít mnoho podob. Může to být malá jeskyňka, díra vyhrabaná ve svahu nebo jen nakupená hromada chrastí. Vnitřek si vystýlá mechem, březí samice jsou kvůli nadcházejícímu porodu obzvlášť pečlivé. V průběhu spánku nevylučuje trus ani moč. Na konci tlustého střeva se vytvoří jakási zátka, kterou medvěd vytlačí až na jaře. Zimní spánek trvá 75 – 120 dní, od poloviny listopadu do poloviny března. Medvěd velmi dobře slyší a i v průběhu zimního spánku přijímá zvukové podněty z okolí, které jej mohou lehce probudit.
Zvláštností medvědů je tzv. utajená březost. Vývoj zárodku po oplodnění se zastaví a pokračuje až na podzim. Březost tak trvá 6 – 8 měsíců, ale vývoj zárodku pouze 8 – 10 týdnů! Medvíďata váží půl kilogramu a jsou velká asi jako veverka. Jsou hluchá, slepá a málo osrstěná. To jim ale vůbec nevadí, protože v brlohu mají spoustu času vyrůst a zesílit. Pyšní se charakteristickou bílou skvrnou na hrudi, která mizí přibližně ve věku dvou let, kdy se zároveň osamostatňují.