Ligzdošanas areāls Ziemeļu puslodē sniedzas no Portugāles līdz Korejai, taču tas nav nepārtraukts. Ziemeļu–dienvidu virzienā putni ligzdo no Baltijas jūras dienvidu piekrastes un mežiem uz dienvidiem no 61 meridiāna līdz Vidusjūrai, bet areāla Āzijas daļā – Melnās jūras dienvidu piekrastei, Turcijai, Kazahstānai, Tuvai, Mongolijai un Ķīnas ziemeļu daļai. Izolēta populācija ligzdo Āfrikas dienviddaļā (vairums Dienvidāfrikas Republikā, Zimbabvē, Zambijā), bet ar putniem no Eiropas šai populācijas daļai kontakta nav. Putni no Eiropas ziemu pavada Āfrikā uz dienvidiem no Sahāras, neliela daļa ziemo Arābijas pussalā. Putni no Sibīrijas pārziemo Indijā un Indoķīnas pussalā. Arī Dienvidāfrikas populācijas putni sezonas gaitā migrē (pa Āfriku), bet šo migrāciju maršruti nav zināmi.
Plašās izplatības dēļ (melnais stārķis ir sastopams vairāk nekā 100 valstīs) suga netiek uzskatīta par globāli apdraudētu, neatkarīgi no tās īpatņu skaita. Pasaules mērogā novērtēts, ka tās skaits pieaug, taču šī tendence ir apšaubāma tāpēc, ka visās valstīs, kuras min lielāko ligzdojošo pāru skaitu (Krievija, Baltkrievija, Turcija, Rumānija utt.), datu kvalitāte ir ļoti zema un vērtējums var būt ļoti kļūdains. Latvijā suga atzīta par kritiski apdraudētu.
Lielākajā daļā sugas areāla Eiropā melnais stārķis izzuda 19. gs. otrajā pusē tiešas vajāšanas (šaušana, olu izņemšana kolekcijām) un/vai dzīvotņu noplicināšanas (meliorācija) dēļ. No Beļģijas tas izzuda 1897. gadā, Dānijā pēdējo reizi ligzdoja 1951. gadā, Zviedrijā – 1953. gadā, bet citās bija ļoti rets. Čehijā līdz 20. gs. 30. gadiem ligzdoja tikai 4–5 pāri, bet 1942.–1945. gadā – 20–25 pāri. Vācijā 20. gs. 50.–60. gados bija saglabājušies tikai 10–20 pāri un tikai valsts ziemeļdaļā. Izolēta populācija visu laiku pastāvēja Pireneju pussalā. Nozīmīgākā melno stārķu populācijas daļa 20. gs. vidū saglabājās Austrumbaltijas reģionā – Latvijā, Lietuvā, bijušajā Austrumprūsijā, Baltkrievijā un Polijā, kur notiekošie procesi (sugas aizsardzība, ligzdu neizciršana) sekmēja skaita pieaugumu un, iespējams, veicināja populācijas atjaunošanās sākumu Eiropā. Centrāleiropā un Rietumeiropā sugas areāla atjaunošanās sākās 20. gs. otrajā pusē. To, iespējams, sekmēja “lieko īpatņu” pieplūdums no areāla ziemeļaustrumu daļas, un – vismaz Rietumvācijā – sekmes nodrošināja netieša piebarošana – foreļu izlaišana daudzās upēs (makšķernieku interešu dēļ). Melnais stārķis 21. gs. ligzdo Beļģijā, Luksemburgā, visā Vācijas teritorijā, Itālijā, un ligzdojošo pāru skaits turpina pieaugt Francijā. Par sugas demogrāfiju un skaita pārmaiņām Āzijā un Dienvidāfrikā informācijas ir ļoti maz. Areāla ziemeļaustrumu daļā pēdējos 30 gados skaits samazinās un ligzdošanas sekmes ir ļoti sliktas, kas paredz skaita samazināšanos arī turpmāk. Latvijā 21. gs. 20. gados ligzdo mazāk nekā 100 pāru, bet klātesošo putnu skaits ir daudz lielāks.
Skaita samazināšanās galvenie iemesli Latvijā ir ilgstoši slikta produktivitāte, ko izraisa traucējumi (mežsaimnieciskā darbība, cilvēku klātbūtne mežā kritiskajos periodos – aprīlī un vasaras otrā pusē) un barības trūkums. Sugu negatīvi ietekmē arī ķīmiskais piesārņojums. Zivju resursu noplicināšanā nozīmīga loma Latvijā ir bijusi t. s. mazo hidroelektrostaciju masveida būvniecībai uz stārķim svarīgajām upēm 20. gs. 90. gados. Savukārt traucējumus būtiski pastiprina “Latvijas valsts mežu” izvērstā meža ceļu būve, kas padara daudzu vēl esošo ligzdu ilgtermiņa sekmes mazticamas.