水杉是世界上珍稀的孑遗植物。远在中生代白垩纪，地球上已出现水杉类植物，并广泛分布于北半球。
冰期以后，这类植物几乎全部绝迹。在欧洲、北美、和东亚，从晚白垩至新世的地层中均发现过水杉化石，二十世纪四十年代中国的植物学家在湖北、四川交界的谋道溪（磨刀溪）发现了幸存的水杉巨树，树龄约400余年。
后在湖北利川县水杉坝与小河发现了残存的水杉林，胸径在20厘米以上的有5000多株，还在沟谷与农田里找到了数量较多的树干和伐兜。随后，又相继在四川石柱县冷水与湖南龙山县珞塔、塔泥湖发现了200~300年以上的大树。
水杉有“活化石”之称。它对于古植物、古气候、古地理和地质学，以及裸子植物系统发育的研究均有重要的意义。
在湖北利川设立了水杉种子站，建立了种子园，加强了母树的管理，对5000多株林木进行逐株建档，采取了砌石岸、补树洞、开排水沟、防治病虫害等保护措施，并加速育苗和造林。龙山、石柱对水杉大树采取了挂牌保护。
水杉天然更新弱，应特别注意保护幼苗，促进其生长，避免残存的水杉林被其它树种所更替。全国许多地区都已引种，尤以东南各省和华中各地栽培最多。亚洲、非洲、欧洲、美洲、拉丁美洲等50多个国家和地区已引种栽培。
