2001年，经陕西省人民政府批准建立陕西太白湑水河水生野生动物自然保护区。
2005年，经太白县人民政府申请，陕西省人民政府同意对湑水河保护区的范围和功能区进行了调整。
2012年，经国务院批准为陕西太白湑水河珍稀水生生物国家级自然保护区。
陕西太白湑水河珍稀水生生物国家级自然保护区位于秦岭主峰太白山腹地，地处陕西省太白县以南长江流域汉江水系的湑水河及其支流。地理坐标为东径107°16′—107°42′，北纬33°38′—33°54′。
保护区内湑水河属长江水系湑水河流域，主河道及二、三级支流总长度260公里。湑水河发源于周至县厚畛子乡，从偏桥子流入太白县境内，沿途纳入西太白河、红水河、大箭沟、小箭沟、猫耳沟、观音峡、石塔河、积鱼河、牛尾河等支流，于铁厂处流入洋县入汉江。
保护区地质结构主要由燕山期花岗岩侵入体构成，受到南北两侧大断裂影响，内部有些霹理或错动产生，从太古界到新生界地层均有出露。保护区总体地貌特征有冰川地貌、冰缘地貌和流水地貌，主要地貌类型有：流水作用的断块高中山类、流水作用的断块中山类、流水作用的断块低中山类、流水作用的断块低山类。
保护区属暖温带与亚热带过渡的山地气候。年平均气温为7.6℃，极端最高温度32.8℃，最低温度-25.5℃。0℃以上积温为3140℃，10℃以上积温为2428℃；多年平均日照时数为2133.8小时，日照率为48%，年际最大日照差683.7小时，年光能辐射量平均为13.42千卡/平方厘米，无霜期在125-190天，平均为158天。自然降水量在630-1000毫米间，多年平均降水量826.2毫米，降雨多集中在六、七、八、九月份。
保护区共有6个土壤类型，即高山草甸土，分布在海拔3300-3760米；亚高山草甸森林土，分布在海拔3100-3400米；山地暗棕壤，在海拔2200-3200米高度；山地棕壤，分布在1300-2300米高程；山地褐土，在海拔1300米以下；山地沼泽土，属隐域。
陕西太白湑水河珍稀水生生物国家级自然保护区位于陕西省太白县黄柏塬镇境内，东至西安市周至县，西至汉中市留坝县，南至汉中市洋县，北至陕西太白山国家级自然保护区。
保护区以湑水河黄柏塬大桥以上主河道、红水河、大箭沟、小箭沟、西太白河、观音峡、黑峡子、三观店、桐麻沟等河道两岸岸坡历史最高洪水位线为保护区范围，总长度260公里。
保护区总面积5343公顷，其中核心区面积1638.6公顷，缓冲区面积2485.9公顷，实验区面积1218.5公顷。
陕西太白湑水河珍稀水生生物国家级自然保护区的保护对象为水生野生动物及其自然栖息的生态环境。
截至2012年，保护区有浮游动物共26属，大型甲壳动物和软体动物26属，水生昆虫18属，鱼类13种，两栖类9种，爬行类14种，鸟类157种，兽类63种。其中，属于国家二级保护动物的有大鲵、秦岭细鳞鲑、川陕哲罗鲑、水獭等；属于陕西省级保护动物有秦巴北鲵、多鳞铲颌鱼等。
截至2012年，保护区有种子植物1800余种，隶属于122种，660余属。栎林带以栎、辽乐栎、皮栎为主，杂有华山松、油松、山杨、橛、漆、鹅儿枥等阔叶树种；桦木林带上部以牛皮桦，下部以红桦为主，混有冷杉、太白杨等；针叶林带以太白红杉、巴山冷杉为主；高丛草甸带以头花杜鹃、杯腺、高山绣线菊等灌木和禾叶蒿草、发草、禾本科等组成。
陕西太白湑水河珍稀水生生物国家级自然保护区日常管理工作由太白县水利局下属单位水产站代管。
制定日常巡护管理和岗位责任考核等各项规章制度；提高全民生态意识；开展宣传教育活动；建立界碑、界牌、埋设界桩；开展保护水生野生动物签名活动；建立了社区共管小组等。
保护区内大鲵、秦岭细鳞鲑、川陕哲罗鲑和水獭及秦巴北鲵、多鳞铲颌鱼均为中国水产名品，经济价值大。保护区与水产研究所等部门合作，开展秦岭细鳞鲑人工驯养与繁殖试验研究，2013年成功繁育秦岭细鳞鲑近16万尾；2014年成功繁育10万尾。
陕西太白湑水河珍稀水生生物国家级自然保护区山泉溪流众多，河水清澈，水温较低，是多种冷水性鱼类的回游通道和栖息地，是中国珍稀冷水性鱼类的集中分布区，是鲑科鱼类在北纬40°以南的分布区；同时，湑水河流域还栖息着秦巴小鲵、多鳞铲颌鱼等分布区狭窄的多珍稀动物。保护区在保护生物多样性方面具有重要的科学研究价值。
