最古老的水杉屬植物化石出現(xiàn)于中生代白堊紀(jì)沉積地層，當(dāng)時(shí)這一類植物約有10種，廣泛分布于北半球。
到第三紀(jì)早期它們由南向北遷移，到達(dá)北極地區(qū)，其后由于氣候的巨大變化,又向南遷移,在亞洲東部到達(dá)中國的東北、朝鮮、日本。但經(jīng)過第四紀(jì)冰期以后，它們幾乎全部絕滅。
20世紀(jì)40年代，中國科學(xué)家在中國的四川、湖北和湖南邊境發(fā)現(xiàn)尚有留存，并加以鑒定，使這個(gè)曾被認(rèn)為早已在世界上絕跡的“孑遺植物”迅速傳播于世界，被譽(yù)為“活化石”。
水杉的原產(chǎn)地在湖北省利川縣、四川省石柱縣和湖南省龍山縣相鄰的地區(qū)，集中分布在利川縣西部的小河鎮(zhèn)周圍,方圓僅600平方公里的局限范圍內(nèi)有5000余顆水杉母樹。
現(xiàn)栽培范圍已擴(kuò)大至北起北京、遼寧南部，南及廣東和廣西、云貴高原，東臨東海、黃海之濱和臺灣,西至四川盆地的遼闊地區(qū),并已成為長江中下游平原地區(qū)的重要造林樹種；同時(shí)已被引種至亞、非、歐、美等50多個(gè)國家和地區(qū)。目前世界上最大的人工水杉樹林在湖北省境內(nèi)潛江市。
