Loài rùa đặc biệt này từng được tìm thấy tại hầu hết khu vực thuộc đồng bằng sông Hồng. Tuy nhiên, các cá thể rùa lớn đã bị săn bắt mạnh mẽ trong suốt thập niên 1970 và 1980, cho đến tận những năm cuối của thập niên 1990. Rùa Hồ Gươm hiện chỉ tìm thấy 1 cá thể còn lại, thuộc diện động vật quý hiếm ở mức đặc biệt nguy cấp, cần được bảo vệ khẩn cấp với những nỗ lực cao nhất.

Theo lời của phó giáo sư Hà Đình Đức vào năm 2011,[16] rùa khổng lồ sống ở Hồ Gươm từng có 4 cá thể, đến nay tất cả đều đã chết

1. Một cá thể chết ngày 2 tháng 7 1967, xác được lưu giữ trong đền Ngọc Sơn.
2. Một cá thể có xác được lưu trong chùa Hưng Ký (Hoàng Mai, Hà Nội), hiện chuyển về Bảo tàng Hà Nội.
3. Một cá thể bị giết thịt năm 1962-1963, khi bò lên vườn hoa Chí Linh (nay là vườn hoa tượng đài Lý Thái Tổ) sau một cơn mưa lớn.
4. Cá thể duy nhất trong lòng hồ Gươm. Ngày 19 tháng 1 năm 2016, cá thể rùa Hồ Gươm cuối cùng đã chết.[3][4]

Từ năm 2003, Chương trình bảo tồn rùa châu Á thực hiện các cuộc điều tra phỏng vấn tại nhiều khu vực thuộc 18 tỉnh miền Bắc Việt Nam để tìm kiếm các khu vực sông, hồ, và đất ngập nước các cá thể rùa còn lại. Trong quá trình khảo sát, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy mai và hộp sọ của 7 các thể rùa Hồ Gươm (Rafetus swinhoei) và một bức ảnh của một cá thể khác được người dân bắt được và chụp lạ.

Tính đến năm 2020, chỉ còn 2 cá thể rùa Hồ Gươm được khẳng định là còn sinh tồn, 1 cá thể đực ở vường thú Tô Châu (Trung Quốc) và 1 cá thể ở hồ Đồng Mô. Chú rùa ở Đồng Mô là 1 cá thể cái và có khả năng sinh sản, nhưng nếu không tìm được con đực nào để ghép đôi sinh sản thì loài rùa Hồ Gươm sẽ bị tuyệt chủng.

Do vậy, cần phát triển sự hợp tác quốc tế giữa Việt Nam và Trung Quốc để thực hiện nỗ lực bảo tồn xuyên quốc gia. Việc cấp bách hiện nay là tiếp tục khảo sát để xác định bất kỳ cá thể, quần thể nào còn sót lại của loài rùa này ở Việt Nam và Trung Quốc. Chương trình trao đổi sinh sản cần được thức đẩy, tức là đưa cá thể từ Việt Nam đến Trung Quốc để ghép đôi hoặc ngược lại, hoặc dùng tinh trùng của cá thể đực để thụ tin nhân tạo cho cá thể cái (trong trường hợp không thể tìm ra thêm cá thể hoang dã nào còn tồn tại ngoài tự nhiên).

Ngay cả cá thể rùa Hồ Gươm ở Đồng Mô cũng đang bị đe dọa. Tháng 11/2008, sau trận mưa ngập lớn tại Hà Nội, chú rùa này bò ra khỏi hồ và đã bị người dân địa phương bắt được và suýt bị đem bán, rất may là đã được các nhà khoa học giải cứu kịp thời. Năm 2018, hồ Đồng Mô đã từng bị san lấp trái phép, đe dọa nghiêm trọng khu vực sinh sống của rùa[17] Ngoài ra, vì lợi ích kinh tế, nhiều hoạt động đánh bắt thủy sản diễn ra ở hồ, nước trong hồ còn bị lấy để tưới cỏ sân gôn Đồng Mô, nước pha trộn thuốc bảo vệ thực vật ở sân gôn đã ngấm dần xuống lòng hồ, gây tàn phá hệ sinh thái trong hồ. Nếu những hành vi này không bị ngăn chặn thì dù không bị đánh bắt, rùa ở Đồng Mô cũng khó có thể sinh tồn được lâu.

Ông Đoàn Văn Tiến, đang sinh sống và công tác tại Đồng Mô, thị xã Sơn Tây từng gửi đơn kêu gọi các cơ quan chức năng, chính quyền địa phương và các nhà khoa học sớm có biện pháp giải cứu rùa hồ Đồng Mô. Theo ông Tiến, "nếu ở hồ Đồng Mô rùa mất đi là nỗi đau và hổ thẹn về trách nhiệm bảo vệ động vật quý hiếm của giới khoa học..."[18]