水松在白垩纪至新生代广泛分布于北半球,第四纪冰河时期后期在欧洲、美洲、日本及各地灭绝,现仅存化石。水松主要在中国生长,分布于广东珠江三角洲和福建中部及闽江下游、海拔1000米以下地区。广东东西部、福建西北及北部、四川东南部、广西及云南东南部也有零星分布,也有少量分布于越南及老挝。
水松为国家一级保护植物,IUCN红色名录中极危物种。分布中国的野生水松总株数不到1000株,而且数量不断减少,中国以外的水松则更少,越南得乐省(Dak Lak)的农业暨农村发展厅于2012年9月6日,公布成立水松植物栖息地保护区管理处。根据记录,现在世界上存在的水松分布地区只限于中国、越南与老挝。在越南,只有得乐省还存在两个水松群体,数量低于200棵。根据IUCN红色名录报告指出,鉴于目前数量的下跌趋势,在不久的将来水松可能成为野外绝灭物种。