Самое широко распространённое хвойное дерево в Евразии, начиная с Ирландии и Испании и далее на восток до Приморского края. На севере сосна обыкновенная растёт от Лапландии до Турции.
Образует как чистые насаждения, так и растёт вместе с примесью различных деревьев; малотребовательная к почвенно-грунтовым условиям, занимает часто непригодные для других видов площади: пески, болота, мел, вечная мерзлота. Приспособлена к различным температурным условиям. Отличается светолюбием, хорошо возобновляется на лесосеках и пожарищах, как основной лесообразователь широко используется в лесокультурной практике во всех климатических зонах. На севере ареала поднимается на высоту до 1000 м над уровнем моря, на юге до 2500 м над уровнем моря.
Благодаря такому широкому распространению ареала образовалось несколько разновидностей сосны обыкновенной в зависимости от местности произрастания. В данный момент ботаники выделяют несколько разновидностей:
- Pinus sylvestris var. hamata, русскоязычные названия: сосна Крючковатая, сосна Армянская, сосна Коха, сосна Крючковидная, сосна Сосновского. Отличия от типового обыкновенной сосны: вырастают небольшими до 5 метров, редко чуть выше, иногда растет в виде кустарника; формой шишек (они более удлиненные и конические, а чешуйки крючковидно загнуты к основанию); хвоя более насыщенно зеленого цвета, более жесткая и немного более короткая. Растет в горной местности, поднимается до 2600 м. над уровнем моря. Произрастает в Албании, Болгарии, Греции, Крым, Северный Кавказ, Закавказье, Турции. В Азербайджане занесен в Красную книгу.
- -Pinus sylvestris var. lapponica, сосна Лапландская, сосна Фриза. Хвоя более короткая и жёсткая. Семена желтовато-коричневые. У северных сосен другая структура лапника и мельче шишки. Вырастают до 15 метров, иногда до 30 метров, нередко растет в форме стланика. Являются самыми долгожителями из обыкновенных сосен. Растёт в Норвегии, Швеции, Финляндии и примыкающих территориях России севернее 65° северной широты (север Карелии и Мурманская область). В Мурманской области - лесообразующая порода.
Pinus sylvestris var. mongolica, сосна Монгольская. Отличаются от обыкновенных сосен большим количеством почек и способностью формировать почки внизу ствола, там начинают расти ветки. Растёт в Монголии, северо-западном Китае и южной Сибири, на высоте 300—2000 м над уровнем моря. Занимает большие территории в Забайкалье, в других местах предпочитает сухие и песчаные почвы.
Pinus sylvestris var. cretacea, сосна Меловая. Отличается от типичной разновидности сосны обыкновенной более мелкими шишками и более короткой (3-5 см дл.) хвоей, способностью расти на голом мелу. Крона обычно низкая, плотная, неправильно-эллипсоидальная или шаровидная со скрученными ветвями. Самый засухоустойчивый подвид обыкновенной сосны. Невысокое вечнозеленое хвойное дерево до 6-6,5 м выс., реже до 20-25 м. В России встречается на юге Среднерусской возвышенности по берегам р. Дон, Потудань, Оскол, Нежеголь, Короча, Корень. В Воронежской обл. - в Россошанском, Подгоренском и Острогожском р-нах; в Белгородской -в Новооскольском и Шебекинском р-нах; указывается также для Приволжской возвышенности, чаще всего для района от Вольска до Хвалынска в Саратовской обл., а также во внутренних грядах возвышенностей в Ульяновской обл. - по р. Барыш, Ардовать и Тала, а также в Республике Чувашия. Вне России произрастает на Украине по Северскому Донцу. Является третичным реликтом, находящимся под угрозой исчезновения, внесена в Красные книги РФ (Воронежская, Белгородская, Ульяновская области, Республика Чувашия) и Украины.
Pinus sylvestris var. angara, краснокорая ангарская сосна. Отличается от типичной разновидности сосны обыкновенной корой, кора имеет пепельно-серебристую окраску, низкой скоростью роста, более ценной древесиной. Древесина ангарской сосны — твёрдая и мелкослойная, одна из наиболее плотных среди всех разновидностей сосны обыкновенной. Её годичные кольца формируются в условиях долгих зим и коротких летних периодов.Ствол ангарской сосны прямой, ровный, его высота от 36 до 52 метров. Распространена в Сибири, в бассейне реки Ангара, территория Красноярского края и Иркутской области России. В последние годы экологи бьют тревогу по поводу хищнической вырубки ангарской сосны — в начале 2000-х они утверждали, что через десять лет этот вид сосны будет вырублен полностью. Леспромхозы Иркутской области и Красноярского края преимущественно продают это дерево в виде кругляка китайцам — за бесценок.