M.Ö. 2000’in gerilerine kadar uzanan antik Yunan ve Hindistan yazılarında, su arıtma yöntemleri tavsiye edilmiştir. İnsanlar su ısıtmanın suyu arıtacağını biliyorlardı ve onlar kum ve çakıl filtrasyon, ısıtma ve süzme eğitimi görmüşlerdi. Su arıtma için önemli bir motivasyon kaynağı suyun tadının iyi olmasıydı, insanlar henüz faul ve temiz su arasındaki ayrımı yapamıyorlardı. Bulanıklık erken su arıtmadaki ana itici güç oldu. Mikroorganizmalar ya da kimyasal kirleticiler hakkında çok şey bilinmiyordu.
M.Ö. 1500’ den sonra, Mısırlılar ilk koagülasyon ilkesini keşfetti. Onlar asma parçacık çözümü için kimyasal karışım uyguladılar. M.Ö 500'den sonra, Hipokrat suyun iyileştirici güçlerini keşfettiler. M.Ö. 300-200’de Roma ilk su kemerlerini inşa etti. Arşimet onun su vidasını icat etti. Ortaçağ (500-1500 AD) sırasında, su temini artık eskisi kadar sofistike değildi. Aynı zamanda, bu çağlar bilimsel yenilikler ve deneyler eksikliği nedeniyle, Karanlık Çağ olarak da bilinen bir yüzyıldı. 1627 yıllarında, Sir Francis Bacon deniz suyu arıtma denemelerine başladı. O sofistike olmayan bir kum filtrasyonu ile tuz parçacıklarını çıkarmak için çalıştı.
1676 yılında, Van Leeuwenhoek, ilk 1670'de Antonie van Leeuwenhoek tarafından bulunan mikroskop ile su mikroorganizmalarını gözlemledi. 1700'lerde iç uygulama için ilk su filtreleri uygulanmıştır. 1804 yılında Robert Thom tarafından tasarlanan ilk gerçek belediye su arıtma tesisi, İskoçya'da inşa edildi. 1854 yılında kolera salgınının su yoluyla yayıldığı ortaya çıktı. İngiliz bilim adamı John Snow salgının, doğrudan su pompasının kanalizasyondan dolayı kirlendiğinden olduğunu ortaya koymuştur. O suyu arındırmak için klor uygulanmasını ve suyun dezenfeksiyonunun yolunu açtı. Pompanın suyunun tadı ve kokusu normaldi ama sonuç olarak bunların güvenli içme suyu garanti etmediği anlaşıldı. Dolayısıyla bu devletlere su filtreleri (kum filtreleri ve klorlama) kurulumunu başlattı ve hükümetlerce ilk su düzenlemeleri yapılmaya başlandı.
1890'larda Amerika halk sağlığını korumak için büyük kum filtreleri inşa etmeye başladı. Bunlar bir başarıya dönüştü. Yavaş kum filtrasyonu yerine, hızlı kum filtrasyonu uygulandı. Filtre kapasitesi güçlü bir jet buhar ile temizlik yapılarak geliştirildi. Daha sonra Dr. Fuller hızlı kum filtrasyonu, koagülasyon ve sedimentasyon teknikleriyle çalıştığı zaman çok daha verimli olduğunu ortaya çıkardı. Bu arada, kolera ve tifo gibi suyla taşınan hastalıklar daha az yaygın hale geldi ve su klorlaması dünyada hız kazandı.
Ama klorlama buluşu ile elde edilen zafer uzun sürmedi. Bir süre sonra bu elemanın olumsuz etkileri tespit edildi. Klor sudan çok daha hızlı buharlaşıyordu ve bunun solunum hastalığını tırmandığı anlaşıldı. Su uzmanları alternatif su dezenfektanlar aramaya başladılar. 1902 yılında, kalsiyum hipo klorit ve ferrik klorit Belçika’da bir su kaynağına karıştırıldı ve pıhtılaşma ve dezenfeksiyon olduğu görüldü. 1906 yılında ozon ilk Fransa'da bir dezenfektan olarak uygulanmıştır. Ayrıca, insanlar sudaki klorun olumsuz etkilerini önlemek için ev su filtreleri ve duş filtreleri almaya başladı.
1903 yılında, suyu yumuşatma, suyu tuzdan arındırma için bir teknik olarak icat edilmiştir. Sonunda, 1914’ün başlarında içme suyu standartları koliform’a dayalı, kamu trafiğinde içme suyu kaynakları olarak hayata geçirildi. Bu 1940’lara kadar belediyenin içme suyuna standartları uygulamasına kadar sürdü. 1972 yılında, Temiz Su Yasası ABD'de kabul edildi. 1974 yılında Güvenli İçme Suyu Yasası (SDWA) formüle edilmiştir. Gelişmiş dünyada genel ilke şimdi her kişinin güvenli içme suyu içme hakkı vardır.
1970 yılından itibaren, halk sağlığında ilgi, hastalığa neden olan mikroorganizmalardan çok, antropojenik su kirliliğine neden olan pestisit kalıntıları ve endüstriyel çamur ve organik kimyasallara kaymıştır. Yönetmelik artık sanayi atıkları ve endüstriyel su kirliliği üzerinde durmuş ve su arıtma tesisleri adapte edilmiştir. Havalandırma, flokülasyon ve aktif karbon adsorpsiyonu gibi teknikler uygulanmıştır. 1980'li yıllarda, ters osmoz, membran geliştirme listesine eklenmiştir. Risk değerlendirmeleri, 1990 sonrasında etkin olarak başladı.
Su arıtma denemeleri bugün ağırlıklı olarak dezenfeksiyon yan ürünleri üzerinde yapılmaktadır. Bir örnek olarak, klor dezenfeksiyonu trihalometan (THM) oluşturulmuştur. Bu organiklerin kanserle bağlantısı bulundu. Kurşunun da su borularına zarar verdiği keşfedildi, sonra kurşun da bir mesele haline geldi. Dezenfekte edilmiş suyun yüksek pH seviyesi korozyonu sağladı. Bugün, diğer malzemeler birçok kurşun su borularının yerini almıştır.
