1851年，政府撥出經費興建水井，為公眾免費提供用水。在1860年以前，政府亦在主要河流上游地區為公眾興建小型池塘儲水。
1863年，香港第一個水塘 - 薄扶林水塘落成供水，初期的薄扶林水塘容量只有200萬加侖（約9 100 立方米）。經擴建的薄扶林水塘在1877年落成，容量達6 800萬加侖（約31萬立方米）。薄扶林水塘至今仍對香港的供水事業作出貢獻。
由於薄扶林水塘的容量太小，難以應付香港人口日益增長的需要，因此政府開始著手建造大潭水塘，工程名為「大潭谷計劃亅。大潭水塘群始建於1883年，由大潭上水塘開始，至大潭篤水塘於1918年揭幕為止，歷時共35年。
時至今日，大潭計劃的所有水塘及水壩，仍然是本港食水供應的重要紐帶，亦印證對20世紀香港城市、社會及經濟發展功不可沒的創新工程。
大潭谷計劃包括在亞賓尼谷（即現時上紅棉路一帶）興建香港第一座濾水廠，該廠以慢砂濾池進行食水過濾處理，每天可過濾570萬加侖（約2.6 萬立方米）來自大潭水塘的原水。
九龍水塘的興建改變了九龍半島的供水模式，水塘儲存的雨水，取代了以往於油麻地抽水站抽取出來的井水和地下水。九龍水塘系統經過多次擴展，最終變身為現時由四個水塘組成的九龍水塘群，總容量為287.3萬立方米。
首條貫通香港島與九龍的跨海底管道於1930年完成，紓緩了香港島的缺水問題。當時，沿海床鋪設一條長度接近6 000呎（1 830米）、直徑12吋（300毫米）喉管的工程，是一項重大的挑戰，令人驚訝的是工程能在短短57天內大功告成。
為節約用水，水務監督於1957年建議在九龍新發展地區如石硤尾和李鄭屋等高人口密度的徙置區域安裝海水沖廁系統。計劃獲證實成功後，海水沖廁系統陸續擴展到香港其他地區。
海水是可持續的水資源，善用海水依然在本港水資源管理中佔有重要地位。時至今日，香港海水供應覆蓋率已增至全港八成半人口。
早在1960年香港政府已意識到單靠儲存天雨，並不能滿足急劇增長的食水需求，而向廣東省購買淡水，是最便捷的途徑。1960年11月，政府和廣東當局達成協議，每年從深圳水庫輸入2 270萬立方米原水。
香港政府和廣東當局經多番磋商後於1963年達成興建東深供水系統的共識，並在同年年底，經國務院總理周恩來親自批准，中央人民政府撥專款興建。東深供水工程於1965年完成後，香港開始從東江輸入原水。
由於欠缺土地興建新的大型水塘，所以政府於1959年構思在海中建水塘。當局選擇於大埔吐露港船灣興建人工湖 - 船灣淡水湖，將水壩內的海水抽出後，用作儲存食水。
建造工程於1961年展開，1968年完工，耗資4.07億元。食水從船灣淡水湖大美督抽水站，輸往沙田濾水廠過濾，再經由位於獅子山隧道的水管運送到九龍以及再輸送到香港島。
1973年，香港政府正式興建當時世界上最大型的海水化淡廠 - 樂安排海水化淡廠。海水化淡廠第一組機件於1975年10月投產。1980年代初，石油危機令淡化海水的成本大幅增加，於1981年每千加侖食水的生產成本估計需要38元，較1974年高出8倍。為避免承擔淡化海水的高昂成本，政府最終於在1982 年關閉樂安排海水化淡廠。
自2000年起，水務署推行「更換及修復水管計劃」，分階段更換或修復全港約3 000公里的老化水管，目的是全面及具成本效益地更新供水網絡。該計劃已於2015年年底大致完成。
水務署於2008 年推行《全面水資源管理策略》（《策略》），當中制訂了平衡用水供求的策略，以確保香港的供水穏定及支持可持續發展。《策略》的重點是「先節後增」，強調節約用水，以控制用水需求增長，並加強供水管理。
41項水務設施被列為歷史古蹟，這些設施是香港過去160年發展中不可或缺的部分。
大埔濾水廠擴展工程標誌著水務署致力提升本港的供水設施，以加強整體供水系統的彈性和可靠性。第一期的擴建工程已於2011年竣工，推動大埔濾水廠的濾水量上升至每日400,000立方米。第二期設施現已於2013年展開，及至2018年，濾水量將增加至每日800,000立方米。
屯門濾水廠的水力發電系統是水務署重要的可再生能源項目，屬於香港首個水力發電站。這個由水務署構思及落實的一項既創新又符合環保節能的工程，亦是全球罕有地能興建在濾水廠的五百千瓦水力發電設施。
屯門水力發電計劃分兩個階段進行，第一期工程已經在2013年5月順利完成，首台發電機組亦已開始投產；第二期工程亦已於2017年年初完工。可為濾水廠每年節省約300萬度電力，即每年可為香港減少約2,000公噸因電力公司發電等所需燃燒化石燃料而排放的二氧化碳。同時，工程又有助提高濾水廠現有運作設施模式的穩定性和可靠性。
東深供水工程於1965年完成後，香港開始從東江輸入原水，解決了本港水資源不足的問題。時至今天，東江水每年供港水量佔全港淡水用量達七至八成。2015年是東江水供港50周年的里程碑，粵港兩地政府更舉行紀念儀式。
水務署已着手研究在水塘使用浮動太陽能板發電系統發電的潛力，並正在石壁水塘和船灣淡水湖安裝兩套各100千瓦的小型系統作為先導計劃。首個系統已於2017年2月在石壁水塘成功安裝並已發電供應給水塘內的抽水站使用。系統每年發電可達12萬度，這相當於36戶普通家庭的年用電量，亦為地球每年減少84公噸的二氧化碳排放量。
第二個系統亦將於2017年年尾完成安裝。這些項目可為香港日後發展大型浮動太陽能板發電場提供實在的參考數據，奠下長遠發展的基礎。
