水杉屬在中生代白堊紀和新生代約有6～7種，過去認為早已絕滅，1941年中國植物學者在湖北利川謀道鎮（當時四川萬縣磨刀溪）發現這一中外古老孑遺樹種。據近年調查，重慶萬州、重慶石柱縣、湖北利川和湖南龍山、桑植均發現300余年的巨樹。
水杉適應性強，喜濕潤生長快，北京以南各地均有栽培。材質輕軟，可供建筑、板料、造紙等用；樹姿優美，為庭園觀賞樹。

喜氣候溫暖濕潤，夏季涼爽，冬季有雪而不嚴寒，并且產地年平均溫度在13℃，極端低溫-8℃，極端高溫24℃左右，無霜期230天；年降水量1500毫米，年平均相對濕度82%。土壤為酸性山地黃壤、紫色土或沖積土，pH值4.5~5.5。多生于山谷或山麓附近地勢平緩、土層深厚、濕潤或稍有積水的地方，耐寒性強，耐水濕能力強，在輕鹽堿地可以生長為喜光性樹種，根系發達，生長的快慢常受土壤水分的支配，在長期積水排水不良的地方生長緩慢，樹干基部通常膨大和有縱棱。喜光，不耐貧瘠和干旱，凈化空氣，生長快，移栽容易成活。適應溫度為零下8度~24度。
在歐洲、北美、和東亞，從晚白堊至新世的地層中均發現過水杉化石，二十世紀四十年代中國的植物學家在湖北、四川交界的謀道溪（磨刀溪）發現了幸存的水杉巨樹，樹齡約400余年。后在湖北利川縣水杉壩與小河發現了殘存的水杉林，胸徑在20厘米以上的有5000多株，還在溝谷與農田里找到了數量較多的樹干和伐兜。隨后，又相繼在四川石柱縣冷水與湖南龍山縣珞塔、塔泥湖發現了200~300年以上的大樹。
水杉有“活化石”之稱。它對于古植物、古氣候、古地理和地質學，以及裸子植物系統發育的研究均有重要的意義。在湖北利川設立了水杉種子站，建立了種子園，加強了母樹的管理，對5000多株林木進行逐株建檔，采取了砌石岸、補樹洞、開排水溝、防治病蟲害等保護措施，并加速育苗和造林。龍山、石柱對水杉大樹采取了掛牌保護。
水杉天然更新弱，應特別注意保護幼苗，促進其生長，避免殘存的水杉林被其它樹種所更替。全國許多地區都已引種，尤以東南各省和華中各地栽培多。亞洲、非洲、歐洲、美洲、拉丁美洲等50多個國家和地區已引種栽培。
水杉栽植季節從晚秋到初春均可，一般以冬末為好，切忌在土壤凍結的嚴寒時節和生長季節（夏季）栽植，否則成活率極低。苗木應隨起隨栽，避免過度失水。如經長途運輸，到達目的地后，應將苗根浸入水中浸泡。大苗移栽帶土球，挖大穴，施足基肥，填入細土后踩實，栽后要澆透水。旺盛生長期要追肥，一般追1次，注意松土、鋤草。
鋤草松土即清除雜草、藤本，疏松土壤增強透氣性，改善理化性能，創造舒適良好的土壤環境空間，提高根系生命功能，促進其健壯快速生長，為水杉豐產夯實基礎。每年鋤草松土2次，在5~6月、8~9月水杉旺盛生長前期撫育效果佳。
為充分利用林中空地，提高土地利用率，改善土壤結構，增強土壤肥力，造林1~2年內可適當套種豆類作物或綠肥，為不影響樹苗生長，套種作物要與樹苗保持30~40cm的距離。通過對作物的中耕除草堯施肥，既可起到以耕代撫的作用，又可增加收益，達到以短養長的目的。