水杉是世界上珍稀的孑遺植物。遠在中生代白堊紀，地球上已出現水杉類植物，并廣泛分布于北半球。
冰期以后，這類植物幾乎全部絕跡。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最多。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。
