W 2021 roku organizacja BirdLife International szacowała liczebność dzięcioła zielonosiwego w Europie na 182–305 tysięcy par lęgowych, a trend liczebności oceniła jako wzrostowy w ciągu ostatnich trzech pokoleń (około 10 lat). Najliczniejsze populacje znajdują się w Rumunii, Niemczech, Rosji i na Białorusi. Wielkość populacji często zależy od mroźnych i śnieżnych zim, zwłaszcza na północy zasięgu.

W Polsce nieliczny ptak lęgowy głównie na południu i północnym wschodzie Według skali przyjętej przez autorów, dla okresu lęgowego nieliczny oznacza zagęszczenie 1–10 par na 100 km².. Populację krajową ocenia się na 3000–5000 par lęgowych, w więc dużo mniej niż w przypadku dzięcioła zielonego, także występującego w Polsce. Widuje się go na Śląsku i w Małopolsce, a w górach po piętro regla dolnego. Nielicznie występuje w południowej części Mazowsza, na Lubelszczyźnie i Kielecczyźnie, a na północy spotkać go można na Podlasiu, Suwalszczyźnie i północnej części Mazur aż po Pojezierze Iławskie i Wysoczyznę Elbląską. Na przełomie XX i XXI wieku odkryto nowe stanowiska w Wielkopolsce i pojedyncze pary lęgowe na Pomorzu Zachodnim i Gdańskim. W Polsce rozmieszczenie dzięcioła zielonosiwego jest prawdopodobnie podobne do tego z XIX wieku.