Еще в начале XX в. толстолобик считался исконно китайским видом, населявшим реки Центрального и Южного Китая. Кстати, в литературе того времени его называли «китайским толстолобиком».
В 1957–1958 гг. многие китайские рыбхозы, расположенные в бассейне реки Сунгари, были разрушены в результате катастрофических наводнений, и толстолобик попал в притоки реки Амур. Со временем он широко распространился по Амуру, попал в Уссури и озеро Ханка.
В начале 1960-х годов толстолобиками начали заселять многие водоемы европейской части СССР (дельта и водохранилища Волги, низовья и водохранилища Днепра, Прут и придунайские водоемы, Днестр, Терек, Кубань, Дон, Амударья, Сырдарья, Балхаш-Илийский бассейн).
Толстолобика завезли с Дальнего Востока как своеобразный биологический «гербицид». Создание на крупных реках больших водохранилищ породило трудноразрешимую проблему – вода, застаиваясь, «цвела», а известные на тот момент методы борьбы с «цветением» были либо малоэффективны, либо небезопасны. Вот и решили запустить в водохранилища толстолобика, для которого микроводоросли служат основным продуктом питания. Результат превзошел самые оптимистичные ожидания: толстолобик быстро выполнил возложенную на него задачу. И тут обратили внимание на него самого. Он оказался неприхотливой и быстрорастущей рыбой, и потому из вспомогательного средства превратился в цель – в хозяйствах его стали разводить наравне с карпом.
Появление этих рыб повысило рыбопродуктивность водоемов практически в два раза. И вскоре в Советском Союзе зарыбление колхозных прудов толстолобиком стало обязательным. И естественно, в кратчайшие сроки были построены рыбзаводы для воспроизводства этой рыбы.
Прошли годы. Его современный ареал в европейской части континента доходит приблизительно до 55° северной широты, а в качестве объекта аквакультуры на теплых водах ГРЭС, АЭС и ТЭЦ толстолобик пестрый выращивается значительно севернее. Сейчас толстолобика можно встретить в большинстве крупных озер и водохранилищ Украины, России и Белоруссии. Он широко используется для зарыбления частных прудов, продолжая выполнять роль как природного очистителя водоемов, так и интересного объекта для спортивной рыбалки и промысловой ловли.