Современный естественный ареал выхухоль охватывает бассейны Дона, Урала и Волги. Кроме того, выхухоль акклиматизированный в долинах рек Белой (Башкирская АССР), Ики и Свячи (Татарская АССР), а также Самарки (Куйбишевская область) (Лавров, 1946).
На Украине выхухоль в наше время сохранился только на территории специального заказника на территории Кременского района Луганской области и в его окрестностях. Единичные особи иногда встречаются в долинах притоков Северского Донца – Жеребца, Боровой и Луганки. Численность выхухоли на Украине в наши дни очень незначительна, и поэтому он взят под охрану как редкий вид.
Ископаемые остатки выхухоли найденные во время раскопок археологических памятников палеолитического времени в Новгороде-Северском (Черниговская область), а также в аллювии Днепра возле Киева и в районе Канева (Черкасская область) (Пидопличко, 1938, 1956). Письменно Исторических источников о распространении выхухоль на Украине в прошлые времена очень мало, что объясняется ограниченным его ареалом. С. Г. Гмелин (1768) указывает, что на Дону и его притоках встречалось много выхухолей. Почти через сто лет А. Чернай (1853) писал, что выхухоль водится у Харькова по рекам Немышле и Мжи. М. И. Сомов (1897) указывает его для Северского Донца и его левого притока Оскола. М. И. Фененко (1908-1909) сообщает о наличии выхухоли в кол. Собицьких лесах на территории Кролевецкого района, Сумской области. А. А. Мигулин (1917) указывает выхухоль для Изюмского и Змиевского районов Харьковской области. М. В. Шарлемань (1931) на основе сообщений Барабаша-Никифорова и других авторов пишет, что выхухоль встречался в плавнях Днепра и в долине его притоки Самары (Днепропетровская область) в 1897-1905, 1907, 1909 и 1918 pp. Однако более поздних данных о существовании выхухоли в этом районе нет.
Экологической особенностью выхухоля является его приуроченность к жизни в старицах, проточных озерах, зарастают прибрежными водными растениями, а по берегам – деревьями и кустарниками, среди которых зверьки могут скрываться во время паводков. Кроме того, большое значение для жизни выхухоли имеет глубина водоемов (мелкие водоемы зимой промерзают, а глубокие, как правило, безкормни для выхухоль). Наиболее благоприятные водоемы глубиной 1-2 м. В берегах таких водоемов выхухоль роет норы, выход из которых открывается на 10-40 см ниже уровня воды, а гнездовая камера размещается всегда выше летнего уровня воды. Выходов из норы бывает несколько. В зависимости от уровня воды выхухоль пользуется лишь одним из них, причем как летом, так и зимой.