Die Haselmaus besiedelt Europa von Südschweden bis zum Mittelmeer und östlich bis Russland. Die Art fehlt in Teilen Großbritanniens, in Irland, auf der Iberischen Halnbinsel und in weiten teilen Skandinaviens. Auch aus Belgien, den Niederlanden und dem norddeutschen sowie dem polnischen Tiefland sind keine zusammenhängenden Vorkommen bekannt.
In Deutschland ist die Haselmaus vor allem im kollinen und montanen Bereich verbreitet. Für Ostdeutschland betrifft dies den Harz, die Rhön, den Thüringer Wald, das Erzgebirge und die Lausitz.
Ein isoliertes Vorkommen auf Rügen konnte kürzlich bestätigt werden.
In Sachsen-Anhalt existieren derzeit mit dem Harz, dem Unstrut-Triasland und dem Zeitzer Forst drei mehr oder weniger getrennte Vorkommensgebiete im Süden und Südwesten.
Das wichtigste Verbreitungsgebiet ist dabei der Harz, wo sich die Haselmauspopulationen auf den Südharz (Gipskarst) sowie das Holzplateau im Ober- und Ostharz konzentrieren.
Im Unstrut-Triasland wird das Gebiet südlich der Unstrut und westlich der Saale besiedelt, wo die Haselmaus in den Laubmischwäldern offenbar nicht selten ist.
Das Vorkommen der Haselmaus in Sachsen-Anhalt ist derzeit nur unzureichend untersucht. Das Verbreitungsbild basiert zum überwiegenden Teil auf Einzelbeobachtungen.