Holubi a holubice jsou rozšířeni všude na Zemi s výjimkou nejsušších oblastí Sahary, Antarktidy a okolních ostrovů a vysoké Arktidy. Kolonizovali většinu světových oceánských ostrovů. Vyskytují se ve východní Polynésii a na Chathamových ostrovech v Tichém oceánu, na Mauriciu, Seychelách a Réunionu v Indickém oceánu a na Azorách v Atlantském oceánu.
Tato čeleď se přizpůsobila většině dostupných biotopů na naší planetě. Holubi mohou být stromoví, suchozemští nebo částečně suchozemští. Druhy žijí na savanách, pastvinách, pouštích, v lesích a lesích mírného pásma, v mangrovových lesích, a dokonce i na pustých písčinách a štěrcích atolů. Některé druhy mají rozsáhlé přirozené areály.
Největší areál výskytu ze všech druhů má holub skalní. Tento druh žije v Británii a Irsku, v severní Africe, v Evropě, Arábii, střední Asii, Indii, Himálaji a v Číně a Mongolsku. Areál tohoto druhu se dramaticky zvětšil po jeho zdomácnění, protože tento druh zdivočel ve městech po celém světě. Žije ve městech na většině území Severní Ameriky, Jižní Ameriky, subsaharské Afriky, jihovýchodní Asie, Japonska, Austrálie a Nového Zélandu.
Tento druh není jediným holubem, který rozšířil svůj areál díky působení člověka; několik dalších druhů se usadilo mimo svůj přirozený areál poté, co uniklo ze zajetí. Také další druhy zvětšily svůj přirozený areál v důsledku změn biotopů způsobených člověkem.