По Н. И. Вавилову, существуют три очага естественного произрастания ореха грецкого — китайский, среднеазиатский и малоазиатский.
Если проследить ареал естественного распространения ореха грецкого на континенте Евразии с запада на восток, то видим, что он приурочен к горным местам. Это гористые лесные местности Югославии, Венгрии, Румынии, Болгарии и Греции. Дальше на восток орех грецкий естественно произрастает в Турции, Закавказье, Иране, Афганистане, в горах Средней Азии, на севере Индии, в Гималаях и в горных районах Китая.
В лесах СССР насчитывается более 66 тыс. га естественных насаждений ореха грецкого. В Армянской ССР орех грецкий в диком состоянии произрастает небольшими рощами в различных лесничествах. В Азербайджанской ССР природные ореховые леса занимают несколько сотен гектаров и представляют вид отдельных рощ. Средний возраст в них 180 лет, высота 36 м, диаметр 80 см. Кроме того, орех в Азербайджане растет в смешанных лесах из бука, граба и каштана, в горных ущельях от нижних до средних горных поясов Большого и Малого Кавказа и Ленкоранского массива. В лесах Табасаранского района Дагестанской АССР насчитывается до 200 тыс. деревьев-долгожителей ореха грецкого в возрасте 300—400 лет, достигающих высоты 30 м и 2 м в диаметре. По обследованию, в Абхазии насчитывалось 327,1 тыс. деревьев ореха грецкого (Хашба, 1969).
Естественные леса ореха грецкого имеются во всех среднеазиатских республиках, более всего их в Киргизской и Таджикской ССР. В горах Южной Киргизии орех поднимается на высоту 2300 м, образует, как правило, сложные насаждения. Площадь ореховых лесов здесь равна, по последним данным, 28 тыс. га в системе Гослесхоза Киргизской ССР и 2 тыс. га — МСХ СССР (Коцарев, 1983). Древостой естественных ореховых лесов остро нуждаются в полном запрещении вырубок перестойных деревьев, выпаса и прогона в лесах скота и систематического сенокошения, при котором уничтожаются всходы ореха.
По А. В. Турскому, орех грецкий в Горно-Бадахшанской автономной области поднимается по р. Пянджу до высоты 2400 м над ур. м. Всего в области насчитывается 10 тыс. плодоносящих деревьев ореха, который здесь достигает высоты 32 м и 3 м в диаметре. Диаметр кроны таких гигантов до 50 м, а урожай плодов 300—500 кг с одного дерева. В Таджикистане насчитывается 8 тыс. га ореховых насаждений. Наиболее крупные остатки ореховых лесов (около 2,6 тыс. га) сосредоточены в центральных и западных зонах республики (Запрягаева, 1965). Здесь орех произрастает по склонам гор и террасам высокогорных рек важнейших хребтов, поднимаясь от 1000 до 2500, а на Западном Памире и 3000 м над ур. м.
В Узбекистане орех грецкий естественно произрастает в Бостандыкском районе на западных отрогах Тянь-Шаньского хребта, поднимаясь до 2 тыс. м над ур. м. В Казахстане орех грецкий распространен естественно только в районах, прилегающих к Бостандыку. Б Туркменской ССР известны остатки ореховых лесов в горах Западного Копетдага.