2002年12月31日，陕西省丹凤县人民政府以“丹政发[2002]44号”文件批准建立陕西武关河水生野生动物县级自然保护区；2004年12月31日，商洛市人民政府办公室以“商政办函[2004]259号”文件批准设立陕西丹凤武关河水生野生动物市级自然保护区。2010年12月21日，陕西省人民政府以“陕政函[2010]236号”文件批准成立陕西丹江武关河省级自然保护区。
2016年5月2日，国务院办公厅于批准建立国家级自然保护区，批准文号：国办发〔2016〕33号。
保护区地处秦岭东段南麓武关河流域，属长江水系，丹江一级支流。地处南北交界地，是秦岭东段长江、黄河两大流域的分水岭。位于商洛市丹凤县境内，地理坐标东径110°25'30"—110°49'33"，北纬33°37'42"—33°52'18"。保护区动物种类繁多，生物多样性丰富，有浮游动物共15属，大型甲壳动物和软体动物6属，水生昆虫9属，鱼类30余种，两栖动物4种，兽类40种。大鲵野生资源量为4060尾。
保护区有庾岭镇、峦庄镇、桃坪镇、赵川镇等4个镇，总面积9029公顷，其中核心区面积2418公顷，缓冲区面积2482公顷，实验区面积4129公顷。东与商南县相连，南与丹凤县铁峪铺镇、武关镇相邻，西与丹凤县资峪镇、蔡川镇毗邻，北与河南省卢氏县和洛南县接壤。
保护区主要保护对象为国家二级重点保护水生野生动物大鲵、水獭和秦巴北鲵、多鳞铲颌鱼及其栖息环境。
商洛市人民政府2004年12月批准建立陕西丹凤武关河水生野生动物市级自然保护区后，丹凤县水务局认真按照保护区规划承担了保护区的建设工作，专门设立了内设机构丹凤武关河水生野生动物保护区管理站与丹凤县渔政监督管理站。一套人马两块牌子，现有工作人员5人，其中专业技术人员3名。下设办公室、保护股、技术股。制定了管理条例、规章制度，设立了简易界牌、标志牌及宣传栏。每年定期或不定期对武关河流域检查打击破坏水生野生动物的违法行为，并在相关乡镇成立了水生野生动物保护协会。随着管理力度的加大，保护区内大鲵、多鳞铲颌鱼、秦巴北鲵资源数量的恢复状况有了一定的好转，原来消失的水獭又见活动踪迹。
丹凤县水务局从2009年至2011年3、4月份在丹江和武关河进行了3次水生动物增殖放流活动，共投放大鲵900余尾，草鱼、鲤鱼3万余尾，使丹江、武关河水生野生动物数量有了显著增加，改善了丹江武关河水生态环境。
