Esta espécie é originalmente encontrada no Brasil, Paraguai e Argentina.
No Brasil, nas últimas décadas, o pato-mergulhão tem sido registrado em apenas algumas localidades nos estados de Minas Gerais, Goiás e Tocantins. Na região da Serra da Canastra, em Minas Gerais, encontra-se a maior população conhecida desta espécie, com cerca de 140 indivíduos.
Alguns poucos indivíduos foram observados isoladamente há mais de uma década no Paraguai e Argentina. Atualmente é possível que essas populações tenham sido extintas nesses países.