水曲柳生长于海拔700米至2，100米的地区，一般生长在山坡疏林中或河谷平缓山地。
    喜光，耐寒，喜肥沃湿润土壤，生长快，抗风力强，耐水湿，适应性强，较耐盐碱，在湿润、肥沃、土层深厚的土壤上生长旺盛。在沼泽地带生长不良，在干旱瘠薄的土壤上，往往形成“小老树”。水曲柳中心区为湿润型温带季风气候，土壤是发育在冲积母质上的草甸灰化棕壤或生森林土。多生长在河漫滩和山地河流下游的河谷阶地。为阳性树种，幼龄期稍耐庇荫，成龄后需要充分光照。喜湿润，但不耐水渍，在季节性排水不良的地方，长势不佳甚至死亡，在干旱条件下生长较差，最喜山下腹湿润肥沃的缓坡及溪谷、河岸平地；稍耐盐碱，在pH值8.4，含盐量0.1%的盐碱地亦可生长；耐寒，在大兴安岭-40℃的严寒条件下发育正常，但人工幼苗易遭霜冻危害。主根短，侧根发达，伐根具有较强的萌蘖性，萌条生长迅速。早春先叶开花，花期4~5月。自然状态下，15~20年开始结实，翅果8月开始成熟。