Le Guillemot de Troïl se reproduit uniquement dans l'hémisphère nord, sur les côtes du Pacifique et de l'Atlantique. En Europe, les colonies les plus septentrionales sont situées en Nouvelle Zemble (au large des côtes de Russie) et au Spitzberg, et les plus méridionales au Portugal et en Espagne, où quelques couples subsisteraient encore. L'effectif mondial de l'espèce est estimé à 7 millions de couples, dont moins de la moitié en Europe.
Sans doute très réduits au début du XXe siècle, les effectifs augmentent rapidement pour culminer à plusieurs milliers d'individus sur la période 1930-1940. Ensuite, une régression générale se produit, avec plus de 400 couples vers 1965 et 300 en 1970. Durant les années 1970-1980, les évolutions démographiques varient selon les colonies, avec des phases d'accroissement ou de déclin.
Répartition du Guillemot de Troïl en BretagneDepuis le milieu des années 1990, hormis le cas de la colonie du cap Fréhel (Côtes d'Armor) qui enregistre un accroissement régulier, toutes les autres colonies montrent une lente érosion du nombre de couples reproducteurs. La population bretonne compte environ 270 couples, répartis par ordre décroissant d'importance entre le cap Fréhel, le cap Sizun (Finistère), les Sept-Îles (Côtes d'Armor), les roches de Camaret (Finistère) et Cézembre (Ille-et-Vilaine).