Природный ареал охватывает узкую полосу смешанных и широколиственных лесов Евразии от Франции, Швейцарии и Хорватии к востоку до Сахалина и Хоккайдо, а также значительную часть восточной и юго-восточной Азии к югу до Малайского полуострова и Суматры.

Заметно мельче зелёного дятла, однако несколько крупнее белоспинного; с первым из них помимо близкого родства имеет много общего во внешнем облике. Длина тела 25-28 см, размах крыльев 38-42 см, вес 90-170 г. В сравнении с зелёным у седоголового дятла голова несколько меньше и более округлая, клюв тоньше и короче. В окрасе головы эти два вида имеют заметные отличия - если у обоих полов зелёного красная «шапочка» идёт ото лба до зашейка, то у седого она имеется только у самца, да и то ограничена небольшим красным пятном на лбу. Остальная часть головы у седого дятла более монотонная пепельно-серая, чёрная полоска «усов» заметно тоньше. Если у зелёного вокруг глаза имеется большое чёрное пятно, то у седого оно развито лишь в промежутке между глазом и основанием клюва. Спина оливково-зелёная (без желтоватого оттенка), надхвостье и верхние кроющие жёлто-зелёные, брюхо светло-серое с зеленоватым налётом. Клюв желтовато-серый, радужина янтарного цвета. Населяет самые разнообразные леса, большей частью широколиственные и смешанные. В Европе ареалы седого и зелёного дятлов пересекаются, однако первый из них больше ассоциируется с континентальными, в целом более возвышенными и горными районами, хотя встречается и на равнине. Отдаёт предпочтение не слишком густым лесам с открытыми участками - небольшим рощицам, пойменным лесам, плодовым садам, паркам. В сплошном лесу селится возле полян и просек. Встречается и на полностью открытой местности, но только поблизости от лесных массивов. На возвышенностях населяет светлые лиственные и хвойные леса с преобладанием дуба, ольхи, сосны. Рацион несколько более разнообразный, чем у зелёного дятла - по своему составу он занимает промежуточное положение между другими зелёными и пёстрыми дятлами. Его основу составляют муравьи (преимущественно мирмики, формики и лазиусы), а также имаго и личинки термитов. Кроме того, седой дятел питается другими насекомыми (например, личинками жуков, гусеницами, сверчками) и пауками. Осенью и зимой употребляет в пищу растительные корма - плоды некоторых плодовых деревьев (таких как яблоня, груша, вишня), семена сумаха, ягоды, орехи, жёлуди. В холодное время года нередко посещает кормушки.

Малочисленный оседлый, частично кочующий вид. Встречается по всей территории, но чаще в западной и центральной частях.