Cría en bosques, tanto de coníferas como de árboles caducifolios o en bosques mixtos, con preferencia por bordes y claros, y también en abedulares subalpinos, sotos fluviales, parques, jardines y otros ambientes, a muy variables altitudes.

Come sobre todo pequeños artrópodos.

Sitúa sus nidos en el suelo, escondidos bajo piedras, matas, troncos caídos, etc., o bien en agujeros de rocas, muros o árboles, generalmente a baja altura. Realiza puestas de tres a siete huevos.

Vive en Europa y Asia. La subespecie viridianus se reparte en época de cría desde Finlandia y los Países Bálticos hasta el oeste de China y Mongolia, y otras tres lo hacen en el sur, a lo largo de la cadena del Himalaya. En Europa ha ido extendiendo poco a poco su distribución hacia el oeste, con casos de reproducción ya en Dinamarca y Alemania. El área de invernada se dispone, en líneas generales, entre Pakistán e Indochina. Especies muy próximas a esta, que a veces se consideran como simples subespecies suyas, son los mosquiteros patigrís (Phylloscopus plumbeitarsus) y del Cáucaso (Phylloscopus nitidus), no citados aún en España.

El mosquitero verdoso llega con mucha frecuencia hasta el noroeste de Europa, sobre todo Gran Bretaña, pero apenas hay citas suyas en el suroeste.

Para España solo existen dos, ambas homologadas y de aves atrapadas para su anillamiento, una en las islas Columbretes (Castellón) el 6 de septiembre de 1988, y la otra en el delta del Llobregat (Barcelona) el 27 de septiembre de 2004. En el conjunto europeo predominan los datos de agosto y septiembre.