自然越冬气温降至13℃以下时，水蛭钻入潮湿疏松的靠水面的泥土中越冬，也有少数在水池淤泥中越冬。一旦进入越冬状态，禁止进入池中越冬区域搅动，防止破坏水蛭越冬环境。为防止温度偏低，冰冻达越冬层，可以在越冬区域内覆盖一层水生植物保暖。水面结冰，应经常破冰，保持水中有足够的溶解氧。
保温越冬可以利用大棚、地热水、太阳能热水器保温、增温。进入10月份以后，气温降至20℃以下时，即可移入塑料大棚内越冬。水蛭在棚内到12月份才停止生长，早春3月份即正常生长，有利于促进水蛭早繁育、多产卵。一般每平方米放养50—100条水蛭，在适温阶段投喂足量饲料，及时加注新水改善水质。温度超过32℃时，开启大棚换气调节温度。在有地热水的地方开热水井，用保温管道将热水引入水蛭越冬池。越冬池面积通常在3亩以上，水深保持1米左右。有条件的可以采用大容量太阳能热水器供热水，用塑料大棚保温。
而受地域影响，北方水蛭养殖应建立人工条件下的日光越冬温室，以打破其冬眠习性，增加养殖时间，缩短上市周期。日光温室一般为竹木塑苫结构，北部墙体为土铸或砖混，厚0.8-1.5m，东西向，长30-50m不等，南北跨度10-15m，主柱数量5-7排。上覆无滴塑膜及可卷放的稻草苫，留出门、通道及风口。在严寒雪封季节，还应做好除雪和人工增温措施。较高级的温室可用塑钢无立柱方式，只是造价相对要高。
通过建造日光温室，有计划地捕大留小，集中越冬，期间日常管理应密切注意温室内外温度变化，及增氧防风、抗寒等，以保障水蛭的正常生长和越冬，和为次年准备足够的蛭种。
