В древногръцките и индийски писмени източници, датиращи от 2000 г. пр.хр., са били препоръчани методи за пречистване на водата. Хората тогава са знаели, че загряването на водата може да я пречисти, те са имали познания и за филтрацията с помощта на пясък и чакъл, за кипенето и прецеждането. Основният мотив за пречистване на водата е било подобряване на нейния вкус, защото хората не са правели разлика между мръсна и чиста вода. Мътността е била основната движеща сила за иницииране на най-ранните исторически процедури по пречистване на води. За микроорганизмите и химическите замърсители информацията е била оскъдна.
След 1500 г. пр.хр., египтяните първи открили принципа на коагулацията. Те прилагали химическа стипца за утаяване на суспендираните частици. След 500 г. пр.хр., Хипократ открил лечебните сили на водата. В периода 300-200 г. пр.хр., в Рим се построяват първите акведукти. Архимед изобретява своя воден ключ. През Средновековието (500-1500 г.сл.хр.), водоснабдяването не е толкова сложно, колкото преди. Тези векове са известни още като Тъмните векове, поради липсата на научни иновации и експерименти. След това, през 1627 г. историята на пречистването на водата продължава с експериментите на сър Франсис Бейкън по обезсоляване на морска вода. Той се опитал да премахне солни частици с помощта на прост вид пясъчна филтрация.
През 1676 г, Ван Льовенхук пръв наблюдава водни микроорганизми чрез изобретения от него 6 години по-рано микроскоп. В началото на XVIII в се прилагат първите водни филтри за домашно приложение. През 1804 г. в Шотландия е построена първата действаща пречиствателна станция за битови води, проектирана от Робърт Том. През 1854 г. се установява, че епидемията от холера се разпространява чрез водата. Британският учен Джон Сноу установява, че пряката причина за избухването на тази епидемия е замърсяване на водната помпа от отпадъчни води. Той прилага активен хлор за пречистване на водата и този подход отваря пътя за дезинфекция на водата. Тъй като водата в помпата се характеризирала с нормален вкус и мирис, експериментаторът стига до окончателното заключение,че добрият вкус и мирис сами по себе си не гарантират безопасна питейна вода. Откритието стои в основата на това правителствата да започват да инсталират общински водни филтри (пясъчни филтри и хлориране), а оттам и да прилагат първите държавни нормативни изисквания към обществено достъпната вода.
През последното десетилетие на ХІХ в. Америка започва изграждането на големи пясъчни филтри за защита на общественото здраве. Този подход се оказа успешен. Вместо бавното пясъчно филтриране, вече се прилага бързо пясъчно филтране. Филтърният капацитет се подобрява чрез почистване с мощна струя пара. Впоследствие, д-р Фулър установява, че бързото пясъчно филтриране работи много по-добре, когато е предшествано от коагулационни и утаечни техники. В същото време, такива болести като холера и тиф, които се пренасят чрез вода, намаляват или се срещат по-рядко с разпространението на подхода за хлориране на водата.
Но успехите, дължащи се на въвеждане на хлорирането, не са дълготрайни. След известно време на приложение се откриват негативните ефекти от този елемент. Хлорът се изпарява много по-бързо, отколкото водата и това води до влошаване на състоянието й и е причина за заболявания на дихателната система. Експерти по водите започват да търсят алтернативни дезинфектанти на водата. През 1902 г. в Белгия във водоснабдителната система се към питейната вода се подава калциев хипохлорит и железен хлорид, с цел коагулация и дезинфекция. През 1906 г. озонът за първи път е приложен като дезинфектант във Франция. Освен това, хората започват да инсталират домашни филтри за вода и душ-филтри, за да предотвратят негативните ефекти от хлора във водата.
През 1903 г. се изобретява омекотяването на водата като техника за обезсоляването й. От 1914 г. се въвеждат стандарти обществените водоснабдителни системи за питейната вода, на основата на растежа на колиформи. Едва през 1940-те стандартите за питейна вода започват да се прилагат към самата питейна вода. През 1972 г., в Съединените щати е приет Закон за чистотата на водите. През 1974 г. е формулиран Закона за безопасна питейна вода (SDWA). Основен принцип в развития свят сега е, че всеки човек има право на безопасна питейна вода.
От 1970-те години, загрижеността за общественото здраве се премества от заболяванията, предавани по вода, причинени от болестотворни микроорганизми, към антропогенното замърсяване на води, като например с остатъци от пестициди и промишлени утайки и органични химикали. Правният аспект на въпроса сега се фокусира върху промишлените отпадъци и замърсяване на промишлената вода и адаптирането на пречиствателните станции. Прилагат се техники, като например аерация, флокулация, и адсорбиране с активно въглен. През 1980-те, развитието на мембранните технологии за обратна осмоза се добавя към списъка. Оценка на риска започва да се практикува след 1990 година.
Експериментите за пречистване на водите днес са съсредоточени главно върху дезинфекционните продукти. Пример за това е получаването на трихалометан (THM) от дезинфекцията с хлор. Това органично съединение се свързва с развитието на ракови заболявания. Оловото също е повод за загриженост, след като се открива, че то корозира във водопроводните тръби. Високите стойности на рН на дезинфекцираната вода активират корозията. Понастоящем, оловните водопроводи се заместват с други материали.
