食人鱼主要分布在南美洲的淡水流域，其中亚马逊河流域数量最多。亚马逊河拥有广袤且复杂的水系，河网密布、水流平缓，水质浑浊，富含大量水生植物与动物，为食人鱼提供丰富食物来源，如各种鱼类、虾类。其温暖湿润的气候使水温常年适宜食人鱼生存，一般水温在 22 - 28 摄氏度。

流域内茂密的热带雨林环绕，众多支流与河湾为食人鱼提供大量隐蔽栖息场所。像巴西、委内瑞拉等国境内的亚马逊河部分流域，经常能发现成群食人鱼踪迹，其他如巴拉圭河、奥里诺科河等南美洲热带淡水河域，也有一定数量食人鱼分布 。