水曲柳的分布于朝鮮、日本、俄羅斯以及中國大陸的陜西、甘肅、湖北、東北、華北等地，生長于海拔700米至2,100米的地區(qū)，一般生長在山坡疏林中或河谷平緩山地，目前尚未由人工引種栽培。

在我國，水曲柳主要分布于我國東北黑龍江的大興安嶺東部和小興安嶺、吉林的長白山等地，向西還分布到遼寧的千山、河北的燕山山脈，以及河南、山西、陜西和甘肅的局部地區(qū)。

對于研究第三紀植物區(qū)系及第四紀冰川期氣候具有科學(xué)意義。水曲柳是古老的殘遺植物，分布區(qū)雖然較廣，但多為零星散生，且因砍伐過度，數(shù)量日趨減少，目前大樹已不多見。分布區(qū)內(nèi)僅個別地區(qū)建有自然保護區(qū)(如長白山等)，多數(shù)地區(qū)尚無具體保護措施。建議有關(guān)部門選擇適當(dāng)?shù)攸c及林份，建立保護點，保護好現(xiàn)存大樹，并采種育苗，擴大造林面積。

哈爾濱、長春、沈陽、北京等地已引種栽培。