Die ursprüngliche Verbreitung erstreckte sich wohl über das ganze Gebiet des heutigen Spaniens und Portugals. Ein Fund eines bronzezeitlichen Luchsskelettes in Südfrankreich ist zwar dieser Art zugerechnet worden, dies geschah aber allein wegen der geringen Körpergröße des gefundenen Tieres. Es ist aber fraglich, ob das Verbreitungsgebiet dieser Luchsart über die iberische Halbinsel jemals hinausging.

Während im Jahr 1960 auf der Iberischen Halbinsel noch 5000 Tiere vorkamen, waren es in den 1980er Jahren noch etwa 1000 bis 1200 Exemplare, die auf einer Fläche von etwa 11.000 Quadratkilometer lebten, und 2005 nur noch 160 Tiere, deren Verbreitungsgebiet sich über eine Fläche von 585 Quadratkilometern erstreckte. Inzwischen scheint sich die Art aber wieder leicht zu erholen, im Jahr 2007 wird der Bestand auf 215 bis 265 Exemplare geschätzt. Die beiden größten Vorkommen leben in Andalusien im Nationalpark Coto de Doñana und in der Sierra de Andújar in der Provinz Jaén (insgesamt 200 bis 250 Tiere); bestätigt werden konnte im Oktober 2007 ein weiteres Vorkommen in Kastilien-La Mancha mit 15 Tieren. In Portugal gilt der Pardelluchs dagegen als ausgestorben.

Bevorzugtes Habitat des Pardelluchses ist baum- und strauchbestandenes offenes Land. Er präferiert Niederwaldzonen, locker bestandene Pinienhaine mit dichtem Unterwuchs, Zistrosenwälder sowie Korkeichenwälder mit einem dichten Bestand an Zistrosensträuchern. Pardelluchse sind damit viel weniger ausgeprägte Waldtiere als Eurasische Luchse. Die Aufforstung mit Eukalyptusbäumen und Kiefern, die weiträumig auf der Iberischen Halbinsel durchgeführt wurde, hat zu einem Rückgang der Besiedelung durch den Pardelluchs geführt. Dass die meisten Pardelluchse heute im Gebirge leben, liegt an der starken Verfolgung und nicht an einer natürlichen Bevorzugung von Höhenlagen als Habitat.

Verglichen mit dem Eurasischen Luchs sind die einzelnen Reviere sehr viel kleiner. In der Estremadura beträgt das durchschnittliche Revier, das ein Pardelluchs durchstreift, durchschnittlich 300 Hektar. Aber wie beim Eurasischen Luchs sind für die Reviergröße die Dichte des Beutetierbestandes sowie die Anzahl der Deckungsmöglichkeiten ausschlaggebend. Das Revier muss außerdem Wasserstellen aufweisen.