La Sterne pierregarin présente une très large distribution dans le monde, occupant les régions tempérées d'Europe et d'Asie, allant vers le nord jusqu'aux régions arctiques d'Asie et d'Amérique du Nord, et vers le sud en Afrique de l'ouest et au Moyen Orient. Elle se reproduit à la fois en milieu littoral et continental. La population mondiale est estimée à 460 000-620 000 couples, dont 220 000-340 000 en Europe. En France, il existe trois groupes de populations bien distincts : deux sur le littoral, l'un de la Manche à la Charente-Maritime, l'autre dans l'Hérault et les Bouches-du-Rhône, et le troisième en région continentale, principalement sur le cours des grands fleuves.
Jusqu'au début des années 1970, les effectifs sont de l'ordre de 1 500 couples entre la Bretagne et la Loire-Atlantique, avec un maximum d'environ 2 000 couples en 1969. L'île Dumet (Loire-Atlantique) en concentre la grande majorité dans les années 1950, avec un maximum de 1 200-1 500 couples en 1958, aucune colonie française n'ayant égalé un tel niveau d'importance depuis lors. Mais en quelques années, le statut de l'espèce enregistre de profondes modifications, directement liées à l'augmentation des populations de goélands et probablement aussi au développement des loisirs nautiques.
Répartition de la Sterne pierregarin en BretagneLa disparition des grandes colonies plurispécifiques de sternes entraîne un éparpillement des reproducteurs et la colonisation de nouveaux milieux, plus continentaux ou « artificiels » (digues, pontons, etc.). Sur Dumet, les effectifs déclinent rapidement et la colonie est définitivement désertée par les sternes vers la fin des années 1970. L'installation notée dans les marais salants de Guérande, depuis 1968 au moins, résulte vraisemblablement de l'immigration d'oiseaux en provenance de Dumet. Sur Méaban (Morbihan), l'évolution est similaire, avec un maximum de 658 couples en 1966, puis seulement 57 en 1971. Il n'y reste plus aucune sterne en 1973.
Ailleurs sur le littoral breton, et notamment dans le Finistère, d'autres colonies sont définitivement désertées ou enregistrent de fortes réductions d'effectifs dans les années 1970 : archipel des Glénan, archipel de Molène, région des Abers, baie de Morlaix. En 1975, la Bretagne ne compte plus que 600 à 1 000 couples environ, Loire-Atlantique incluse. Durant les années 1990, la situation est relativement stable et les effectifs actuels sont d'environ 1 300 couples, dont 1 150-1 200 pour les quatre départements de la Bretagne administrative.
Une tendance à l'accroissement des effectifs se dessine ces dernières années.