中国龙文化中，龙的另一项功能是司水布雨。南宋诗人陆游所作的《龙湫歌》勾画了湫龙行云施雨的壮观场面：
环湫巨木老不花，渊沉千尺龙所家，爪痕入木欲数寸，欢者心掉不敢哗。
去年大旱绵千里，禾不立苗麦垂死。
林神社鬼无奈何，老龙欠伸徐一起。
隆隆之雷浩浩风，倒卷江水倾虚空。
鳞间出火作飞电，金蛇夜掣层云中。
明朝父老来赛雨，大巫吹萧小巫舞。
祠门人散月娟娟，龙归抱珠湫底眠。
龙何以被当作司云布雨的神灵？这与龙的摹写原型有密切的联系，也与远古的农业经济息息相关。我们知道，龙虽然是由多种动物的形体结合，并经过艺术的夸张和变异而成，但这些动物大都是与水有关，如鱼、鳄、鲵、蛇等，某些与龙的起源有关的自然现象，如云、虹、闪电等，也与水或雨有密切的联系。这样，龙很容易被远古的先民想象为一种下可潜于渊、上可腾于天、行有从云雷电、可影响川泽云雨的神兽。《易经》中就认为云从龙，风从虎。
东汉的学者王充说：“龙听到雷声而起，龙起必有云相伴随，夏季则多有雷雨，龙多登云，乘云雨而行走。”
龙有司水布雨的功能，又是神的助手，因此在上古传说中，龙也成为神与神之间斗争的工具。《山海经》中记载了一则黄帝与蚩尤作战的故事，故事中说蚩尤率军队进攻黄帝，黄帝命令应龙在冀州之野抵抗蚩尤的进攻。应龙受命后用它司水的本领将水蓄积起来，造成缺水，以图阻止敌人。但蚩尤请来风伯和雨神，纵风下雨。黄帝又从上天派下一名称作魃的女神协助应龙，止住了风雨，最后将蚩尤击败。但应龙与魃也无法回到天上，于是地上大旱。
在大禹治水的传说中，也有龙的活动。据说大禹治水前，有应龙以尾画地，为禹画出应开挖的俊水导水的水道线路。也有传说说禹治水时疏导河川、挖去山岩，有应龙在前曳尾，有玄龟在后挖泥。当疏导到巫山县时，一条厦龙画错了水道，被禹处死。巫县现在仍有错开峡和斩龙台两处地名。
传统中的应龙是一种有翼的龙，颈细腹大，鳞身。脊上有棘刺，四肢强健，而且喜欢独处。古人曾有诗咏应龙：“应龙未起时，乃在渊底藏，非云足不踏，举则冲天翔。譬彼野兰草，幽居常独香，清见播四远，万里望芬芳。隐居可颐志，自见焉得彰。”这首诗实际上是借应龙而指人，借题发挥了。
从上述传说中可以看出，布雨还不是应龙所独有的功能，因为蚩尤也请来了正规的神只——雨师。但应龙有布雨的本事则是无疑的。据说黄帝战胜蚩尤后，由于应龙不能再上天，所以先民们用土造出一条状如应龙的“土龙”，同时施以巫术，才使得上天降下了甘霖。于是以“土龙”呼风唤雨就成了祈雨的必不可少的内容。
而且，虽然上古时代的雨师有多种名目，但随着龙崇拜的普及，其它雨师的形象乃至名称都弱化、模糊了，只有龙的布雨形象日益强化，所以龙也就成了雨师。
龙的司水与布雨形象的鲜明，又与祈雨巫术的发展有关。中国是世界上最早进入农耕文明的国家，在远古生产力十分落后的情况下，天气的阴晴旱涝、雨雪冰霜都对农业生产有着决定性的影响，而农业收成的好坏，又直接关系到先民们的命运，所以祈雨就成了最重要的巫术。在上古的祈雨活动中，虽然离不开龙，却不以龙为主角，因为上古时期龙是沟通神与人的工具，是天神的助手，本身还不是神，所以在祈雨巫术中，龙还只是布雨的工具。
那么，上古祈雨是什么样子呢？
据文献记载，上古祈雨巫术主要是焚人祭天。当作牺牲而被焚烧的是两种人：巫和尪。巫在原始宗教中是天神的使者，所以要用火焚死，使其能升天向天神介绍旱情，求天降雨；尪是一种残疾之人，据说身躯矮小、腹部高耸，总是仰面鼻孔朝天。天哀怜这种人，怕下雨雨水流进尪的鼻孔，所以不肯降雨，造成干旱。这样，尪就成了一名招致旱魔的不祥人。所以要在巫术中焚烧尪，是因为在远古先民看来，既然上天哀怜其病不肯降雨，自然也会哀怜其被焚而降雨人间。在这个仪式中，要使用龙状的祭器和“作土龙”，用龙来通神，求上天降雨。
到了春秋战国时期，由于文明的进步和人文精神的兴起，上古时那种残酷的焚人祭天的祈雨方式有了重要的变化，不再焚人，而改为曝晒。担任祭司的巫和作为牺牲的尪要在炎炎烈日下曝晒数日。但这种作法也已受到怀疑和指责。《礼记》记载说，有一年大早，鲁穆公召见县子商量。穆公问道：“天久旱不雨，我想准备一场祭天曝尪的仪式，你以为如何？”县子回答说：“天不下雨，您却去曝晒残疾之人，如此施虐，是不可以的呀！”穆公又说：“那么我举行祭天曝巫的仪式是否可以？”县子说：“靠巫这种愚蠢的妇人来祈天降雨，难道不是自己的疏忽吗？”这段对话显示出，在春秋战国时期，即是曝晒巫和尪这种求雨巫术也已受到冲击，被视为是虐待和愚人之术。
战国以后，祈雨的仪式更多地转向用龙，并将阴阳五行的内容融进了仪式之中。如在汉代，春早求雨时，地方官要选择水日祭祀社稷山川，不得斩伐山林名木。在城邑的东门外建四通之坛，坛方八尺，周围树立八面黑旗，以水官之神共工为神主。祭祀之时，用八条生鱼和玄酒(一种用来祭祀的清水)，并准备清酒和大块的肉脯。用洁净善言的巫人主持祭祀，要连续三天举斋。巫要穿黑色衣，先向神主祭拜，然后念祝词，祝罢再拜。祝词是：“上天生五谷用来养人，现在五谷受到旱灾的危害，难以成熟结出果实。请神享受清酒与肉脯，拜请神灵降雨。雨降而大地湿润后，我们就奉献牲物再表感谢。”在水日作一条8丈长的苍龙，置于中央，作7条4丈长的小龙，龙头皆向东方，各相距8尺。再选小童8人，食斋沐浴3日，穿青衣而肃立。把祀土神的“社”与间外的沟挖通，用5只蛤蟆放在社中央方8尺、深1尺的池内，注以水。然后再准备清酒肉脯，斋戒3日，穿上黑衣向神祝祷。用3岁的公鸡与雄猪，将其作为祭神用的炙肉，在四通神的供室中炙烤。谕令百姓关闭南门，门外放置盛水的容器，开北门，村内放一口雄猪，北门之外的集市里也放置一曰雄猪，听到鼓声响起后就炙烤猪尾。闾里周围如有未掩埋的骸骨要埋于地下，沟峪有草木壅塞的，用火将柴草烧掉，如河沟已被桥道堵塞，要疏通。求得雨后，向神献一口猪及酒、盐、黍等物。作龙必须要在水日，必须要用洁净的土。还要在庚子日令吏民夫妇同居，以取阴阳调和之意。在汉代的祈雨仪式中，龙的地位与作用已与远古时期有了差别，汉代祈雨用龙，主要的不是用龙来通神乞雨，而是因为龙本身就可以招云，云从龙，有云自然易于降雨。
汉以后，祈雨的仪式复杂化了。这是因为汉之后佛教渐次传入中国，土生土长的道教也初具规模。这两种宗教在中国立足后，便成了祈雨活动、特别是民间祈雨活动中的主要角色。但传统的以龙祈雨的方式并没有消失，而是与佛、道的祈雨逐渐结合。不过国家祈雨祀典中，还主要是通过敬天求天神降雨，巫术的成分减少，甚至不再使用巫觋，但以土龙招雨的作法还很常见。隋代专有祈雨的雩坛，当第一次祈雨后不见灵验时，皇帝则下令禁屠、迁走集市、官员不得打伞用扇，让居民造土龙，皇帝自己还要穿素衣，不坐正殿或干脆露天办公，还要减少御膳的数量，撤掉乐队。唐代除了传统的祈雨仪式外，又出现了画龙祈雨的新花样。唐代民间的祈雨近于直接向龙祈求，并保留了巫术的某些形态。据《全唐诗》
记载，唐代民间祈雨时，用土填满大瓮，用木制的蜥蝎放入土中，然后用穿青衣的小童手持青竹，围瓮边唱边舞：“蜥蝎蜥蝎，兴云吐雾，雨若滂沱，放汝归去。”由于蜥蝎是龙的原型之一，所以在仪式中当了龙的替身，如同用土龙一样。小童且歌且舞，显示出巫的流风余韵。宋代民间祈雨也用此法，不过略有不同，求雨时各街巷以大瓮装满水，上插杨柳枝，将活蜥蝎放入水中，也有青衣小儿环绕而歌。宋代还有一种龙虎祈雨法，用长绳系一虎头骨，投入据称是有龙的水潭之中，使人不断牵动长绳，虎头骨就在水中摇摆不定，于是就会有云起潭中，随之雨降。这种祈雨仪式取的是龙虎相斗之意，引龙出渊，从而降雨。唐宋后，国家的祈雨仪式上常有最高统治者参加一明世宗朱厚熜曾亲到郊坛析雨，得雨后赋诗：
烟雨腾腾迷范林，老龙惊起状千寻。
三农此时欢穑秀，百谷成时喜赋吟。
嘘呼还本原阳气，震荡须资雷雨临。
莫谓尔君六事否，且喜思霖抵万金。