1950年代から東急車輛製造などの国外輸出用車両（台鉄DR2500系、DR2700系など）には搭載実績があったが、最大ユーザーの日本国有鉄道が国産設計エンジンに偏重し、輸入エンジン採用を忌避したことから、日本国内向けとしての導入は非常に遅くなった。採用は専用線や私鉄が先行し、1976年に三井鉱山田川工場No.4、私鉄では1982年に大井川鐵道井川線のDD20形ディーゼル機関車に搭載されたのが最初となっている。大井川での導入当初は、コマツがライセンス生産したNシリーズの垂直シリンダ型・NTA-855系が採用されていた。国鉄分割民営化後の1989年、東海旅客鉄道（JR東海）の特急「ひだ」「南紀」で使われていたキハ80系気動車を置き換えるべく開発されたキハ85系気動車に水平シリンダ型・NTA-855-R-1（JRグループの型式：DMF14HZ系）が搭載された。キハ80系等の旧式なDMH17Hは自然吸気エンジンで、17.0Lの排気量に比し出力180馬力と非力だったが、DMF14HZでは基本設計こそ1960年代のものながら直接噴射式エンジンにインタークーラーとターボチャージャーを装着して350馬力（または330馬力）とDMH17Hの1.5基～2基分に匹敵する出力を発揮し、段数を増やした新型変速機との組み合わせで電車特急と遜色ない性能を確保した。この実績からJR東海では標準エンジンとして本格採用、日本のほとんどの鉄道事業者や鉄道ファンから認識されていなかったカミンズは一躍メジャーな存在となった。以後、東日本旅客鉄道（JR東日本）キハ100系・110系気動車、名古屋鉄道キハ8500系気動車（後に会津鉄道へ譲渡）にも搭載、JR東海とJR東日本では一部在来車のエンジンもDMF14HZ (NTA-855-R-1) に載せ替えられている。なお、日本向けNTA-855-R系エンジンは、スコットランドのノース・ラナークシャーにあるカミンズUK社ショッツ工場（1998年3月閉鎖）で生産されていた。このため、日本の鉄道業界への本格導入当初、カミンズを英国企業と誤解する事例もあった。その後導入のN14系はブラジルやインドで生産されている（カミンズ（スペイン語版）参照）。
国際海事機関（IMO）の定める第2次排出ガス規制（IMO Tier II、2011年施行）に適合する排気量2.8 - 60Lのディーゼルエンジンをプレジャーボートや商船向けに供給している。船舶向け排出ガス規制は他分野ほど規制値が厳しくないため、QSB5.9やQSM11などやや古い型式のエンジンも継続して採用されている。
建設機械などの特殊自動車にはカミンズ製ディーゼルエンジンの採用が多く見られる。通称“オフロード法”2014年排出ガス基準（米国Tier 4 Final に相当）適合のカミンズ製エンジン（QSF3.8、QSB4.5、QSB6.7、QSL9）を採用したメーカーに日立建機、住友重機械建機クレーン、コベルコ建機、タダノ、トヨタL&F、酒井重工業、加藤製作所、KATO HICOM、諸岡、古河ロックドリルなどが挙げられる。過去にはコマツ製建設機械にカミンズNシリーズやVTA-1710エンジンを採用する事例も見られた。
日本の自動車メーカーが国内向け車両にカミンズ製ディーゼルエンジンを採用した例は全くなく、アメリカ車好きの好事家向けに上記ピックアップトラックが少数並行輸入される程度であるため、一般にカミンズの知名度は低い。日本ではアメリカ製トラックのように社外エンジンを自由に選べず、自動車メーカーがシャシとエンジンを一貫して生産するか、自社の系列企業（外資系メーカーの場合親会社も含む）からエンジンを調達するのが一般的である。このような事情が、日本でカミンズのような独立系メーカーのエンジンが自動車業界で普及しない要因となっている。緑ナンバーの事業用自動車での採用事例としては、中国・揚州亜星客車製中型観光バスYBL6805Hの日本向け仕様車（日本国内では「オノエンスター」の名称で輸入販売）がカミンズ製ISB4.5エンジン（出力210HP、排出ガス規制はEuro 6適合）を搭載している。公道を走らない構内車両や輸出車では、宇部興産専用道路を走行するケンワースのトラクタT609がカミンズISX15エンジンを搭載している。過去の事例では1950年代にチリへ輸出した富士重工業製バスにはカミンズ製エンジンが搭載されていた。また、1980年にモリタがコマツと共同開発した空港用化学消防車KFM-125にカミンズ製VTA-1710エンジンが搭載されていた。コンポーネント部門ではHolsetブランドのVGターボがUDトラックスのGH11エンジンに採用されている。
長野県松本美須々ヶ丘高等学校卒業。高校時代には自主映画を制作していた。高校卒業時は音楽教師志望だったが、浪人し続けたため進学を断念、1986年にシンエイ動画に就職する。当初の志望から後に作詞・作曲を手がけるようになる。1986年の『ドラえもん』「けしきカッター」の制作進行でアニメデビュー。以後、『エスパー魔美』『チンプイ』などで制作進行を務めた後、1991年に『美味しんぼ』の第120話「ジャンボ茶碗蒸し」で初演出を担当。『美味しんぼ』で勝手なことをやったことから（本人曰く）企業内失業の状態に陥る。制作進行に降格して『ドラミちゃん ハロー恐竜キッズ!!』を担当したのち、1994年の映画『クレヨンしんちゃん ブリブリ王国の秘宝』にて当時の監督である本郷みつるが周囲の反対を押し切って演出助手として起用。その流れで同年から『クレヨンしんちゃん』のテレビシリーズに参加した。1998年12月25日に放送された「石像の恩返しだゾ」ではアニメで初めて脚本を手がけ、同時に絵コンテと演出も兼任している。1999年、『クレしんパラダイス!メイド・イン・埼玉』で映画初監督、2001年に『ジャングルはいつもハレのちグゥ』でテレビ初監督を務める。水鳥満月名義で池端隆史の作品の手伝いも行っている。2004年8月20日にシンエイ動画を退社し、その後はフリーランスとして、J.C.STAFF、P.A.WORKS、Production I.G等の作品で監督を務めている。2013年12月、第18回アニメーション神戸賞・個人賞を受賞する。初の完全オリジナル作品『ガールズ&パンツァー』が「アニメで町おこし」の成功例として各種メディアで取り上げられたことと、ギャグアニメからシリアスものや青春ドラマまで幅広い作品を手掛け、自ら作詞や作曲まで手掛ける多才さが、贈賞理由に挙げられている。『オトナアニメ』スーパーバイザーの多根清史によると、水島は2015年において日本で最も忙しかったアニメ監督の1人であり、特に2010年以降は幅広いジャンルの原作ものアニメを成功させた上に『ガールズ&パンツァー』と『SHIROBAKO』のオリジナル2本を成功させたオールラウンダーであるという。一方で器用すぎて作家性が見えにくいとも言えるが、誰にも真似できないレベルまで突き抜けた、お客さんを見据えたサービス精神に水島の作家性があるのだという。