完全水生であり、主に標高400メートルから600メートルにある河川の上流域に生息する。ただし、河川の中流や下流でも見られることがあり、市街地近くや水田の水路に生息していたことも観察されており、例えば、兵庫県北部を流れる出石川下流での護岸工事の時に400匹以上が見つかった。夜行性で、昼間は水辺に掘った巣穴などで休む。貪欲であり、水中で遭遇した動物に襲いかかり、魚類、サワガニなどを食べる他、ヘビ類やカワネズミを食べた例もある。さらには、共食いすることまである。繁殖様式は卵生。オスは6 - 7月に川辺に掘った横穴を掘り、産卵巣を作る。産卵巣は毎年同じ場所を利用することが多く、岩の隙間を産卵巣にすることもある。オスの大型個体は産卵巣に他のオスが侵入すると争うが、メスの産卵後に周囲にいる複数のオスが侵入することもある。8月下旬から9月にオスが産卵巣にメスを誘い、400 - 500個の数珠状の卵を産む。卵は約50日で孵化する。オスは孵化するまで保護する。幼生は生後4 - 5年で変態し、幼体になる。生後5年（全長57センチメートル。変態してから1-2年後。）で性成熟すると考えられている。寿命は野生下でも10年以上とされ、飼育下では51年の生存例がある。
最大で全長150センチメートルにまで育つ。ただし野生個体では全長100センチメートルに達することは極めて稀で、一般には全長50センチメートルから70センチメートル程度。皮膚は無数の小さな疣状で覆われる。体側面や四肢の後部では襞状に皮膚が伸長する。背面の色彩は暗褐色で、不規則な黒い斑紋が入る。上顎中央部に並ぶ歯の列（鋤骨歯列）は浅い「ハ」字状。卵は直径0.5 - 0.8センチメートルで、黄色い。同属のチュウゴクオオサンショウウオは吻端が扁平・黒色斑が大型で独立する・疣が2個ずつ並ぶことなどで区別できるとされるが、種間雑種では識別は困難とされる。
日本列島南西部（岐阜県以西の本州、四国、九州の一部）における固有種である。和歌山県の個体群は過去に人為移入された個体に由来していると考えられている。青森県から鹿児島県にかけて捕獲例はあるが、誤認されたチュウゴクオオサンショウウオも含め人為移入と考えられている。また、京都市域における外来種によるオオサンショウウオの遺伝子汚染の実態調査により、賀茂川では在来種は絶滅した可能性があり、別水系の上桂川でも雑種化が進行していることが確認された。オオサンショウウオの遺伝的汚染は予想以上に進行しており、何らかの方法で純粋な日本産を隔離保全していくことが早急に必要だとの報告書も存在する。種小名 japonicus は「日本の」の意味。
主人公の原田甲斐は、原田家の当主として伊達藩家臣団に組み込まれているが、権勢を求めず、奥羽山脈に抱かれた居館において「朝粥の会」という気の合う仲間との懇談を楽しみとした、穏やかな日々を過ごしていた。しかし彼のいる17世紀半ばでは、まだ藩政の絶対主義が確立しておらず、藩祖の血脈という権威を背景とした有力者たちが、地方知行の経済力を基盤として権力闘争を繰り広げていた。この闘いが原田と彼の友人、家臣たちの運命を変えていくことになる。仙台藩の3代藩主伊達綱宗は、江戸の吉原での放蕩三昧を理由に、若くして幕府より隠居を申し渡された。綱宗には非難されるほどの遊興の覚えはなかったが、仙台藩主の座は嫡男である2歳の亀千代（後の伊達綱村）に移され、綱宗の叔父にあたる伊達兵部が後見役として実権を掌握した。世間の人々は、この一件の裏に大名家の取り潰しや弱体化を画策する幕府の思惑が働いていると噂した。老中の酒井雅楽頭（酒井忠清）と兵部の間に、いずれは仙台藩の半分を兵部に与えるという密約が交わされているとする風聞は、藩内に渦巻き、誰もが疑心暗鬼に囚われていく。兵部は綱宗の過度の遊興がでっち上げであることを隠すために、吉原に同行した側近の畑与右衛門を夫人もろとも暗殺した。かろうじて逃げ延びた娘の宇乃は、近所に住む甲斐に救われた。綱宗が最も信頼していた甲斐は、綱宗の隠居後は後見役の兵部の勢力に取り込まれ、国老の地位を与えられた。兵部の一派のやり口に反発する藩内の人々は、甲斐に冷たい視線を浴びせ、友人達も彼の元から去っていった。それでも一人、甲斐は淡々と職務をこなしている。そんな甲斐の心中を覗こうと雅楽頭は様々に仕掛けてみせるが、この絶対的権力者を前にしても、甲斐には畏れも反発も何一つ波立つ様子はなかった。舘において保護をしている宇乃を前にして、甲斐は庭にある樅の巨木の孤高を語った。「私はこの木が好きだ。この木は何も語らない。だから私はこの木が好きだ」。宇乃は甲斐が、樅の木に己の生き様を重ね合わせているように思えた。藩内の権力を欲しいままにする兵部の一派は、他の伊達氏一門と激しく対立し、ついに幕府への上訴という事態に発展した。これは仙台藩にとって、幕府に取り潰しの名目を与えかねない危険な行為であった。兵部は万一の場合の安全弁として、かつて雅楽頭から送られた密約に関する自筆の書状を甲斐に託し、評定の場へと差し向けた。何人もの友や原田家の家臣たちが凄惨な死を遂げた上で切り札を得たが、それだけでは足りないと原田は知っていた。史実によると、江戸の酒井雅楽頭邸で行われた評定の席で劣勢に陥った甲斐は、上訴の主である伊達安芸（伊達宗重）らを斬り殺し、自身も斬られて死亡したことになっている。これが世に言う「伊達騒動」である。しかし、伊達家の人々の殺害を命じたのは、密約の書状が世に出ることを恐れた雅楽頭であった。それは原田が酒井に知らしめるように幕府の要人に伝えた結果でもあった。藩を救う代償として権力に命を差し出した甲斐の骸は何も語る事はない。現世を離れて生きる定めになった宇乃にも知る術はない。ただ樅の樹の孤独を癒すように抱き抱えながら涙を流し続ける姿だけが残った。