Ursprünglich war der Kaspische Tiger weit über Westasien verbreitet. Er kam von der Mongolei und Südrussland über Westchina (Xinjiang), die zentralasiatischen ehemaligen Sowjetrepubliken, Kaukasien und Transkaukasien bis Kleinasien, Afghanistan, Persien und Mesopotamien vor. Im Mittelalter erreichte er möglicherweise sogar die Ukraine.
In der Neuzeit war der Kaspische Tiger in Transkaukasien, den östlichen Teilen der Türkei, im Nordiran, der Aral-Kaspi-Senke und in Nord-Afghanistan zu finden. Durch heftige Nachstellungen, Lebensraumverluste sowie durch die Bestandsabnahme seiner Hauptbeutetiere wurde der Kaspische Tiger vor allem im 20. Jahrhundert immer seltener und verschwand aus den meisten Gebieten. Wann der letzte Kaspische Tiger starb, ist nicht genau bekannt. Einigen Berichten zufolge soll der letzte im Jahr 1959 im Golestan-Nationalpark im Nordiran geschossen worden sein. Andere Quellen behaupten dass noch in den 1970er Jahren einer bei Uludere, Hakkari in der Türkei erlegt wurde. Wieder andere behaupten, der letzte sei bereits 1947 bei Agh-Ghomish, zehn Kilometer östlich von Kalaleh erlegt worden und gelegentlich wird sogar behauptet, dass noch 1997 ein Tiger in Afghanistan geschossen wurde. Meist wird das Ende der 1950er Jahre als Zeitpunkt für das Aussterben der Art genannt.
Mazak schätzte 1979, dass man, wenn überhaupt, noch Tiere in der Südosttürkei und an der sowjetisch-afghanischen Grenze finden könnte. Obwohl gelegentlich vermutet wird, dass er bis heute überlebt haben könnte, ist der Kaspische Tiger doch mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgestorben. Es gibt von dieser Unterart heute keine Exemplare mehr in Gefangenschaft. Das einzige, was geblieben ist, sind einige Felle und Fotografien.
Man geht davon aus, dass der Tiger sich in Nordostasien entwickelt hat und dann nach Süden vorstieß. Möglicherweise erreichte er zunächst Indien und drang von dort aus nach Westasien vor, wo sich dann die kaspische Unterart herausbildete. Durch Wüstengebiete war sie geografisch von der indischen Unterart, dem Königstiger getrennt.
Eine andere Theorie geht davon aus, dass anders als der Königstiger, welcher südlich des Himalayas den indischen Subkontinent Richtung Westen eroberte, der Kaspische Tiger nördlich des Himalaya Richtung Westen wanderte. Somit kam es zu einer natürlichen Barriere (den zentralasiatischen Hochgebirgen) und es entwickelten sich zwei unterschiedliche Unterarten. Es wird auch vermutet, dass es nach der geographischen Trennung vereinzelt zu Begegnungen zwischen der indischen und der kaspischen Unterart im heutigen Pakistan gekommen sein könnte.