De verspreidingsgrens tussen de boomkikker en oostelijke boomkikker loopt vanaf centraal-noord Polen zuidwaarts tot de Karpaten. Deze bergreeks vormt tot centraal Roemenië de grens tussen beide soorten. Verder zuidelijk komt de oostelijke boomkikker voor in zuid-Roemenië en zuidoost-Servië, in Bulgarije, extreem oost-Griekenland, en grote delen van west- en noord Turkije, de Kaukasus, en Noord-Iran. In Nederland is oostelijke boomkikker rond de eeuwwisseling illegaal geïntroduceerd in de duinen van Meijendel. In slechts vijf jaar tijd heeft de soort zich weten te verspreiden naar de nabijgelegen natuurgebieden Berkheide en Lentevreugd. Recent heeft de oostelijke boomkikker ook het naburige Sollenveld (2019) bereikt, ongetwijfeld met hulp van de mens. Het is aannemelijk dat de soort zich in de toekomst verder zal verspreiden, zowel op eigen kracht als door toedoen van de mens. Genetische analyse toonde aan dat de oostelijke boomkikkers in Nederland nauw verwant zijn aan populaties op het Griekse eiland Lesbos. In het Westduinpark komt de eveneens geïntroduceerde Italiaanse boomkikker voor.