古代落叶疏林适合灰林鸮栖息。灰林鸮断断续续的分布在欧亚大陆,由英国及伊比利半岛东至韩国,南至伊朗及喜玛拉雅山。S. a. mauritanica这个亚种则远至非洲西北部。爱尔兰没有灰林鸮,而在巴利阿里群岛及加那利群岛则是稀客。
灰林鸮栖息在落叶疏林,有时会在针叶林中,较喜欢近水源的地方。它们在城市则栖息在墓地、花园及公园。在较寒冷的地区,它们主要分布在低地,但亦有在海拔550米的苏格兰、1600米的阿尔卑斯山、2350米的土耳其及2800米的缅甸繁殖。
灰林鸮所分布的地区达1千万平方公里,估计单在欧洲的数量就达97-200万只。虽然未有量化它们的状况,但相信整体是在增长,故在IUCN红色名录中属于最低关注的物种。它们向比利时、荷兰、挪威及乌克兰伸延,在欧洲各国的数量则很稳定或略有增长。在芬兰、爱沙尼亚、意大利及阿尔巴尼亚却有下降的情况。
生育
雏鸟会于长羽毛前离开鸟巢。灰林鸮1岁开始就会寻找伴侣,并会共同渡过余生。配对后的灰林鸮会终生保护它们的领土,领土却只有很少的变动。日间它们在坐在树干附近的树枝上,于7月-10月间分开栖息。栖息中的灰林鸮有时会被雀鸟所发现及骚扰,但一般都会不理它们。
灰林鸮一般在树孔中筑巢,但亦会住在喜鹊的旧巢、松鼠巢、建筑物的孔洞或人工鸟巢。它们于2月之后在南部筑巢,但在斯堪地那维亚的灰林鸮却很少会于3月中前筑巢。所产的蛋呈光白色,48毫米 x 39毫米大,重39克,当中有7%是蛋壳。一般情况下会产两或三颗蛋,并由母鸟独自孵化30天,雏鸟约需35-39天来长出羽毛。雏鸟长出羽毛后10天就会离开鸟巢,躲在附近的树枝上。
灰林鸮会极力保护自己的巢穴及雏鸟。由于它们飞行时很静,很多时可以先发制人,给予对方攻击。灰林鸮双亲会继续照顾长出羽毛后的雏鸟二至三个月,但到了8月至11月,雏鸟就会离开并寻找自己的领土。若它们未能找到,则很大机会会捱饿。雏鸟的生存率不明,但成年每年的生存率为76.8%。灰林鸮一般寿命约为5年,但亦曾发现有分别超过18岁及27岁的的野生及饲养灰林鸮。
灰林鸮的天敌有较大的鸟类,如长尾林鸮及雕鸮、苍鹰及普通鵟等。松貂会破坏巢穴,而东方寒鸦更会在孵蛋的雌鸟上筑巢,令雌鸟及雏鸟死亡。丹麦的一项研究显示有36%的雏鸟是在长出羽毛而独立期间被赤狐所杀。于4月的死亡率会由14%上升至6月的58%。
灰色的灰林鸮灰林鸮往往被看作是一种坏运气的征兆,而威廉·莎士比亚更在恺撒大帝场景3中这样描述灰林鸮:And yesterday the bird of night did sit/ Even at noon-day upon the market-place/ Hooting and shrieking(和昨天晚上一样,鸟没有坐下/ 即使在中午的市场/ 喝倒彩和尖叫)。英国著名艺术评论家约翰·拉斯金被引述这样说:Whatever wise people may say of them, I at least have found the owl's cry always prophetic of mischief to me(无论聪明人可能会如何形容它们,我至少发现了一件事:猫头鹰的呼声一直给我预言著的恶作剧的来临)。