Se reproduce en la tundra, donde suele anidar en colonias poco compactas, muchas veces cercanas a nidos de aves de presa. Durante las migraciones y la invernada prefiere terrenos esteparios, entre los que se incluyen estepas salinas, pastizales semiáridos y, a menudo, cultivos de cereal. Esta especie depende menos del agua que otras barnaclas. Las puestas constan habitualmente de 6 a 7 huevos.

Cría en una zona relativamente pequeña de Siberia occidental, entre las penínsulas de Yamal y Taimyr. Su población también es reducida (unos 70.000 adultos reproductores). Inverna en Europa oriental, junto al mar Negro, entre Rumanía y Bulgaria, aunque hasta los años sesenta sus áreas de invernada se encontraban situadas mucho más al este, en el entorno del mar Caspio.

Las observaciones en Europa occidental se han ido incrementando a lo largo de las últimas décadas, hasta el punto de que actualmente se ha convertido en un invernante regular en Holanda, con la presencia escasa pero constante de un par de docenas de individuos. Algunas aves podrían proceder de cautividad, puesto que la especie es frecuente en colecciones y parques zoológicos, pero las llegadas de ejemplares silvestres están cada vez más confirmadas (hay por ejemplo una recuperación en Francia de un ejemplar anillado en Siberia; y otra en Siberia de un individuo procedente de Holanda).

En España no se citó a la barnacla cuellirroja hasta 1969 y solamente se tienen siete registros homologados hasta 2004, la mayoría procedentes del interior de la Península y en pleno invierno (diciembre o enero), si bien se sabe de avistamientos no homologados aún en fechas más recientes.