Czarne łabędzie są rodzimymi mieszkańcami Australii. Występują głównie w południowych i południowo-wschodnich częściach kraju, w tym w Australii Zachodniej, Australii Południowej, Wiktorii, Nowej Południowej Walii i Tasmanii.
Zamieszkują tereny mokradłowe: jeziora, rzeki, bagna i ujścia, które dają odpowiednie miejsca do gniazdowania, żerowania i rozmnażania. Czarne łabędzie zostały też wprowadzone do Nowej Zelandii, Europy i Ameryki Północnej, choć te populacje są mniejsze od australijskiej.