Le bouleau noir pousse à l'état sauvage le long des berges, dans les plaines inondables et les marécages de l'est des États-Unis, du New Hampshire jusqu'au sud du Minnesota à l'ouest, et jusqu'au nord de la Floride et au Texas au sud. Il tolère les inondations mieux que les autres bouleaux et c'est le membre du genre le plus tolérant à la chaleur. Contrairement aux autres bouleaux, ses graines mûrissent à la fin du printemps ou au début de l'été. Il est considéré comme menacé à la limite nord de son aire, au New Hampshire.
Linnaeus a nommé l'espèce Betula nigra; l'épithète nigra (noir) fait probablement référence à son écorce plus foncée que celle des autres bouleaux. Les peuples autochtones faisaient bouillir sa sève pour en faire un édulcorant, de la même façon que la sève d'érable. L'arbre est devenu un ornemental très planté après la sélection de la forme 'Heritage' à St. Louis, brevetée en 1979, qui combine une écorce pâle et une résistance à l'agrile du bouleau, un insecte qui tue de nombreux autres bouleaux dans les jardins.