Le flétan habite à des profondeurs de plus de 150 mètres, dans les eaux de l'Atlantique occidental, du Labrador au Golfe du Maine, remontant jusqu'à la hauteur de Sept-Îles dans l'estuaire du Golfe Saint-Laurent. En Atlantique oriental, on peut l’observer du golfe de Gascogne à la mer de Barents. Le flétan nage à des profondeurs de plus de 500 mètres en hiver pour remonter plus en surface en été. C’est ainsi que la pêche est plus fructueuse au printemps qu’en automne.
Les flétans sont plus nombreux dans les eaux riches en crevettes et consomment également d'autres poissons et des céphalopodes, lorsque leur taille le leur permet.
Le flétan est pêché à la palangre, qui consiste en une grosse ligne de fond comportant des lignes secondaires un peu plus légères munies d'un gros hameçon à flétan et de morceaux d'appât. On mouille la ligne (qui peut atteindre un mille de longueur), on l’ancre avec une balise et, après plusieurs heures (voire quelques jours), on lève l'ancre balisée et l'on hisse la ligne. La palangre procure une meilleure qualité du produit que les filets en donnant de plus de chances de survie au poisson avant sa sortie de l'eau.
La pêche au flétan a diminué ces dernières années. Aujourd’hui, les prises sont souvent accidentelles, et ce sont souvent les jeunes flétans qui en font les frais, à tel point que la reproduction en est compromise, ce qui est d’autant plus problématique que le flétan est le poisson plat le plus prisé. Tant de prises accidentelles de flétans ont été faites dans l'est du Canada pendant la saison 2006, surtout lors de la pêche à la morue, qu'on y a momentanément interdit toute capture de flétan. La taille minimale permise de capture dans l'est du Canada est de 81 cm.