Torrenti e ruscelli con un buon grado di purezza e naturalità, anche notevolmente turbolenti, arricchiti sulle sponde da un ricco strato di vegetazione sia erbacea che arbustiva, offrono l'habitat migliore per questo insettivoro. Occasionalmente lo si può trovare lontano dall'acqua, in boschi umidi. Pertanto si distribuisce dalla pianura sino a circa i 2500 metri di quota. E' stato rilevato sia in parchi planiziali (es. Parco del Ticino) sia in Parchi alpini (es. Orobie valtellinesi). A causa della sua predilezione per le acque non inquinate e per le zone a bassa presenza antropica è considerato un ottimo indicatore della qualità e naturalità ambientale. Ben adattato all'ambiente acquatico, nuota agilmente aiutato dalla carena di peli sulla coda, che gli funge da timone, e da quella sui piedi posteriori, che aumenta la superficie di spinta in acqua. Il fitto pelo, impermeabile, durante l'immersione trattiene una notevole quantità di aria, conferendogli un aspetto argentato. Se, in questo modo, il toporagno d'acqua è agevolato al momento della salita in superficie, notevole sforzo deve invece compiere per immergersi, nuotando vigorosamente. La netta differenziazione dorsoventrale è invece utile al mimetismo nel mezzo acquoso.