分布于阿富汗、阿尔巴尼亚、奥地利、阿塞拜疆、白俄罗斯、比利时、波斯尼亚和黑塞哥维那、保加利亚、加拿大、中国、克罗地亚、捷克共和国、丹麦、埃及、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、印度、伊朗伊斯兰共和国、伊拉克、爱尔兰、意大利、日本、哈萨克斯坦、韩国、朝鲜、吉尔吉斯斯坦、拉脱维亚、列支敦士登、立陶宛、卢森堡、马其顿、摩尔多瓦、蒙古、黑山、尼泊尔、荷兰、挪威、巴基斯坦、波兰、罗马尼亚、塞尔维亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士、阿拉伯叙利亚共和国、塔吉克斯坦、土耳其、土库曼斯坦、乌克兰、英国、美国、乌兹别克斯坦。 旅鸟：阿尔及利亚、塞浦路斯、直布罗陀、香港、冰岛、以色列、约旦、利比亚、马耳他、缅甸、巴勒斯坦、葡萄牙、沙特阿拉伯、突尼斯。 斑头秋沙鸭繁殖在斯堪的纳维亚半岛北部、欧洲和俄罗斯北部，往东到西伯利亚东部，直到太平洋沿岸，往南到伏尔加河下游，土耳其和黑龙江一带，越冬在欧洲南部，地中海，里海、伊朗、印度北部和日本等地。在中国仅繁殖于东北呼伦贝尔盟大兴安岭。越冬在东北吉林松花江和鸭绿江、辽宁鸭绿江和大连湾，河北保定和东北部沿海，黄河流域、新疆西部、长江中下游，洞庭湖以及东南沿海和台湾等省。

雄鸟繁殖羽头颈白色，眼周和眼先黑色，在眼区形成一黑斑。枕部两侧黑色，中央白色，各羽均延长形成羽冠。背黑色，上背前部白色而具黑色端斑，形成两条半圆形黑色狭带，往下到胸侧。初级飞羽和初级覆羽黑褐色，外侧次级飞羽黑色而具白色端斑，其次2、3枚内侧次级飞羽外侧白色或银灰色，其余次级飞羽乌灰色。大覆羽黑色，具白色端斑。小覆羽也为黑色，中覆羽白色，在翅上形成一个大而明显的白色翼斑。肩前部白色，后部暗褐色；腰和尾上覆羽灰褐色，尾羽银灰色。下体白色，两胁、具灰褐色波浪状细纹。雄鸟非繁殖羽似雌鸟，但眼先黑色部分较窄，且不甚明显。 雌鸟额、头顶一直到后颈栗色，眼先和脸黑色；颊、颈侧、颏和喉白色，背至尾上覆羽黑褐色，肩羽灰褐色，前颈基部至胸灰白色，两胁、灰褐色。 虹膜雄鸟红色，雌鸟褐色，嘴和跗跖雄鸟铅灰色，雌鸟绿灰色。 喙前端呈钩状，上喙长有尖利的齿状物，可以紧紧叼住滑溜的鱼。跗鳞盾片状；雄体气管有不对称的膨大部；两者鸣声不同，通常羽衣及行为亦异；配偶关系及家庭生活维持时间短；一年换羽2次；雄体常换“蚀羽”及鲜艳的婚羽各1次；幼雏的绒羽有明显花纹；雌体有“逗引”表演。

斑头秋沙鸭春季大量于3月中旬至4月初从南方越冬地往北迁徙，少量迟至4月初至4月中旬才迁走。秋季于9月初至9月中旬开始从繁殖地迁走。10-11月陆续到达中国东北南部、华北和以南的越冬地。迁徙时常呈20-30只的小群迁飞。也见有几只至10多只的小群，很少有单只活动的。 斑头秋沙鸭除繁殖外常成群活动。通常7-8只至10余只一群，有时也多至数十只的大群。特别是迁徙季节和冬季。通常雌雄分别集群，雌鸟和幼鸟常栖息在更往南一些。一般喜欢在平静的湖上活动。善游泳和潜水，几乎整天都在湖面活动。通常一边游泳一边频频潜水取食。休息时多在湖边或河边水域中来回游荡，或栖于水边石头上和浸在水中的物体上，很少上岸。游泳时颈伸得很直，有时也将头浸入水中，并频频潜水。休息时多游荡在岸边或栖息于水边沙滩上。飞行快而直，两翅煽一动较快，常发出清晰的振翅声。起飞时显得很笨拙，需要两翅在水面急速拍打和在水面助跑一阵才能飞起。也能在地上行走，时常出现在城市公园湖泊中。 斑头秋沙鸭通过潜水觅食。日行性，白天优游于江湖间觅食活动，夜晚栖于芦苇丛或树洞中休息。觅食活动在白天。常常在平静的湖面一边游泳一边频频潜水觅食。潜水深度和每次潜水的时间长短均不及其他秋沙鸭，通常一次潜水时间多在15-20秒。斑头秋沙鸭属于杂食性鸟类，食物包括小型鱼类、甲壳类、贝类、水生昆虫石蚕等无脊椎动物，偶尔也吃少量植物性食物水草、种子、树叶等。