Penyu Karah mempunyai habitat yang sangat luas, terutamanya kawasan terumbu karang di Lautan Hindi, Lautan Pasifik, dan Atlantik.

Subpopulasi Atlantik

Di kawasan Atantik, populasi Penyu Karah boleh ditemui berhampiran Teluk Mexico hinggalah Cape of Good Hope di Afrika Selatan.[8][9][10] Spesies ini mendiami kawasan Perairan Brazil (terutamanya Bahia, Fernando de Noronha) melalui selatan Florida serta Perairan Virginia.[11]

Kawasan Caribbean yang menjadi tempat ia bersarang, terletak di Lesser Antilles, Barbados,[12] Guadeloupe,[13] Tortuguero in Costa Rica,[14] dan Yucatan. Mereka mencari makan di Perairan Cuba[15] dan sepanjang Pulau Mona berhampiran Puerto Rico[16] berbanding tempat lain.

Subpopulasi Indo-Pasifik

Di Lautan Hindi, Penyu Karah sering kelihatan di sepanjang perairan Afrika timur, termasuklah Lautan berhampiran Madagascar, dan sepanjang perairan Asia Selatan, termasuklah Teluk Parsi, dan Laut Merah, serta Subbenua India dan Asia Tenggara. Mereka juga berada di Kepulauan Melayu dan utara Australia. Kawasan Pasifiknya terhad kepada kawasan perairan tropikal dan subtropikal. Di barat, spesies ini boleh ditemui berada di barat daya Semenanjung Korea dan selatan Kepulauan Jepun hinggalah utara New Zealand.

Filipina menjadi sarang utama tempat ia bertelur, terutamanya di Pulau Boracay dan Punta Dumalag di Davao City. Pantai Dahican di Mati City, Davao Oriental pula menjadi sarang utama spesies penyu Olive Riley.[17] Sekumpulan pulau kecil di barat daya kepulauan itu dinamakan "Tawi-Tawi" yang bermaksud "penyu" disebabkan kehadiran dua spesies ini di tempat itu: Penyu Karah dan penyu hijau.[18] Pada bulan Januari 2016, seekor penyu dilihat berada di Teluk Thailand.[19] Di kawasan Hawaii, penyu karah sering kelihatan mendarat di pulau-pulau utamanya, iaitu Oahu, Maui, Molokai, dan pulau besar Hawaii itu sendiri.[20] Manakala di Australia, penyu karah sering mendarat untuk bertelur di Pulau Milman berhampiran Terumbu Sawar Besar.[21] Penyu karah juga bertelur hingga ke Pulau Cousine di Seychelles, tempat dimana haiwan ini dilindungi sejak tahun 1994, dan populasinya menunjukkan peningkatan positif.[22] Di Pulau Seychelles' spesies haiwan lain seperti Aldabra, juga menjadi kawasan penyu ini mencari makan.[23][24]

Subpopulasi Pasifik Timur

Di kawasan Pasifik timur, penyu karah dilaporkan kelihatan di Semenanjung Baja di selatan Mexico, sepanjang selatan perairan Peru.[8] Pada tahun 2007, spesies ini dikatakan pupus sepenuhnya di wilayah itu.[25] Walaubagimanapun, terdapat saki-baki sarang dan bekas tapak makanannya yang dijumpai berada di Mexico, El Salvador, Nicaragua, dan Ecuador, menjadikan ia satu penemuan bermakna bagi kajian dan pemuliharaan. Sebaliknya, spesies ini akan meninggalkan kawasan habitat utamanya di kawasan terumbu karang dan berbatuan, seperti di Pasifik, yang menjadi tempatnya mencari makanan dan bersarang terutamanya di Teluk Bahia de Jiquilisco (El Salvador), Teluk Fonseca (Nicaragua, El Salvador, dan Honduras), Estero Padre Ramos (Nicaragua), dan Teluk Guayaquil (Ecuador).[26] Banyak kerjasama dan usaha perbadanan multi-nasional, seperti Eastern Pacific Hawksbill Initiative, yang dilakukan untuk mengkaji dan memulihara spesies ini, walaupun masih belum mendapat liputan dan pendedahan awam sepenuhnya.