Los calamares gigantes habitan en todos los océanos del mundo, aunque tienden a evitar las cálidas aguas tropicales y las frías zonas árticas. Cazan en las profundidades del océano a profundidades entre 300 y 1000 metros.
Los escritores antiguos Aristóteles, en el siglo IV a. C., y Plinio el Viejo, en el siglo I d. C., describieron a los calamares gigantes en sus escritos, pero el primer relato documentado de un calamar gigante en la costa de Malmö, Suecia, en 1545. A partir de 2011, la gente había reportado casi 700 avistamientos, en su mayoría de calamar muerto. El número más grande se divisó en el Océano Atlántico, y casi la misma cantidad se avistó en el Pacífico. Solo 20 se habían visto en el Océano Índico y dos en el Mar Mediterráneo, a partir de 2007.
En 2001, Discovery Channel emitió por primera vez imágenes de calamares gigantes vivos capturados en las aguas de Nueva Zelanda, aunque los especímenes se encontraban solo en la etapa larvaria. En enero de 2002, la primera foto de un calamar adulto en vivo fue sacada de la costa de Japón. En septiembre de 2004, las primeras fotografías de un calamar gigante en su hábitat natural se tomaron cerca de las islas Ogasawara en Japón. El equipo de investigación pasó dos años explorando las aguas con líneas cebadas para capturar las imágenes. En 2006, las primeras imágenes de video de calamares gigantes en vivo fueron tomadas en el Mar de Cortés, cerca de México. En 2012, Discovery Channel y NHK grabaron 23 minutos de imágenes de un calamar vivo cerca de las islas Ogasawara.