Las antiguas civilizaciones se establecieron alrededor de fuentes de agua. Mientras es importante tener una amplia cantidad de agua para beber y otros usos era aparente para nuestros antecesores, un entendimiento de la calidad de agua no era bien conocido o documentado. A pesar de que los records de historia señalan problemas estéticos (una apariencia, olor o sabor desagradable) con respecto al agua de tomar, se tomo miles de años para la gente reconocer que no podían contar solamente con sus sentidos para juzgar la calidad del agua.

Los tratamientos de agua originalmente se enfocaban en mejorar las calidades estéticas del agua de tomar. Métodos para mejorar el sabor y olor del agua de tomar están asentados desde el 4000 B.C. Sanskrit Antiguos y Escrituras Griegas recomiendan métodos tales como filtración por carbón, exposición a la luz solar, hervir y colar. Nublazón visible (después llamado turbidez) fue la fuerza detrás de los primeros tratamientos de agua, porque muchas fuentes de agua contenían partículas que eran de aspecto y sabor cuestionables. Para aclarar el agua, se dice que los Egiptos utilizaban la sustancia química alum en los años 1500 B.C. para provocar la suspensión de las partículas que se asientan en el agua. Durante los años 1700, la filtración fue establecida como un medio efectivo de remover partículas del agua, aunque el grado de claridad logrado no se podía medir en ese tiempo.

Al principio de los años 1800, los científicos obtuvieron un mayor entendimiento de las fuentes y efectos de los contaminantes del agua, especialmente esos que no eran visibles a simple vista. En el 1855, el epidemólogo Dr. John Snow comprobó que la cólera era una enfermedad causada por el agua, relacionando una epidemia de enfermedad en Londres a un pozo público que estaba contaminado por las aguas negras. A fines de los 1800, Louis Pasteur demostró la ¨teoría del microbio¨ , que explicaba como estos organismos microscópicos (microbios) podían transmitir enfermedades a través del medio como el agua.

Durante la parte final de los siglos diecinueve y veinte, las inquietudes sobre la calidad del agua continuaron enfocándose mayormente en microbios que causan enfermedades (patógenos) en fuentes de agua públicas. Los científicos descubrieron que la turbidez no era un problema estético solamente, partículas en la fuente de agua, tales como materia fecal, pueden encubrir patógenos. Como resultado todos los diseños de la mayoría de sistemas de tratamiento de agua de tomar fabricado en los Estados Unidos durante el principio de los años 1900 fueron propulsados por la necesidad de eliminar la turbidez, y por ende, eliminando los contaminantes de microbios que estaban causando brotes de tifoidea, disintería y cólera. Para reducir la turbidez, algunos sistemas de agua en ciudades de los Estados Unidos (tales como Filadelfia) comenzaron a utilizar filtración con arena lenta.

Mientras la filtración es método de tratamiento bastante efectivo para reducir la turbidez, fueron los desinfectantes como el cloro que jugaron un papel mayor reduciendo el número de brotes de enfermedades al principio de los 1900s. En el 1908 el cloro fue usado por primera vez como desinfectante primordial del agua de tomar de en Jersey City, Nueva Jersey. El uso de otros desinfectantes tales como el ozono también empezó en Europa, pero no se empleo en los Estados Unidos hasta varias décadas después.

Reglamentos Federales del agua de tomar de calidad comenzó el 1914, cuando el Servicio de Salud Pública Estadounidense fijo estándares para la calidad bacteriológica del agua de tomar Los estándares se aplican solamente a los sistemas de agua que proveen agua de beber a los transportadores interestatales como barcos y trenes y solamente se aplicaban a los contaminantes capaces de causar enfermedades contagiosas. El servicio de Salud Pública revisó y expandió estos estándares en el 1925, 1946, y 1962. Los estándares del 1962, regulando 28 sustancias, fueron los estándares federales más completos para el agua de tomar en existencia antes de la Ley de Agua de Sana de Tomar del 1974. Con pequeñas modificaciones, todos los 50 estados adaptaron los estándares del Servicio de Salud Pública ya sea como reglamentos o como pautas para todos los sistemas públicos de agua en su jurisdicción.

En los últimos años 1960s, se hizo aparente que los problemas estéticos, patógenos y las sustancias químicas identificadas por el Sistema de Salud Pública no eran los únicos con inquietudes de calidad del agua de tomar. Avances agriculturales e industriales y la creación de sustancias químicas fabricadas por el hombre también han tenido impacto negativo en el medio ambiente y en la salud pública. La mayoría de estas sustancias químicas nuevas se estaban entrando en las fuentes de agua a través de vertidos de factorías, lo que corre de las calles y del área de finca y del gotero de almacenamiento debajo de la tierra y los tanques de desechar residuos. Aunque existían técnicas de tratamientos tales como aireación, floculación, y absorbción de carbón activado (para extraer contaminantes orgánicos) en aquellos tiempos, no se les daba suficiente uso en los sistemas de agua ó eran ineficaces extrayendo algunos contaminantes nuevos.

Inquietudes de Salud estimularon al gobierno federal a hacer varios estudios sobre la fuente de agua de la nación. Uno de los más evidentes fue una encuesta llevada a cabo por el Servicio de Salud Pública en el 1969 el cual demostró que solamente el 60 por ciento de los sistemas en la encuesta llevaban agua que reunía todos los estándares. Más de la mitad de los planteles de tratamiento la encuesta tenían grandes deficiencias involucrando desinfección, aclaración, ó presión en el sistema de distribución (las tuberías que cargan agua desde la planta de tratamiento a edificios), o combinaciones de estas deficiencias. Sistemas pequeños, especialmente esos con menos de 500 clientes, tenían las deficiencias más grandes. Un estudio realizado en el 1972 encontró 36 sustancias químicas en agua tratada tomada de plantas de tratamiento que sacaban su agua del Río Mississippi en Louisiana. Como resultado de este y otros estudios, nuevas propuestas legislativas para una ley Federal de Agua Sana, se presentaron y se debatieron en el Congreso en el 1973.

Contaminación de fuentes de agua con sustancias químicas fue uno de varios de los asuntos de salud que ganaron la atención del Congreso y del publico en los principios de los años 1970. Esto aumento la conciencia que eventualmente llevó a que pasaran varias leyes federales sobre el medio ambiente y de salud, una de ellas fue la Ley de Agua de Tomar Sana del 1974. Esta ley, con enmiendas significativas en el 1986 y 1996, rige hoy a la Agencia Estadounidense de Protección Ambiental y de Agua de Tomar de la Tierra (EPA) y sus socios.

Desde que originalmente se paso la Ley de Agua de Tomar Sana, el número de sistemas de agua que aplica algún tipo de tratamiento a su agua ha aumentado. De acuerdo a varias encuestas del EPA, desde el 1976 hasta el 1995, el porcentaje de sistemas comunitarios pequeños y medianos (sistemas sirviéndoles a personas el año entero) que tratan su agua ha aumentado continuamente. Por ejemplo en el 1976, solamente 33 por ciento de sistemas que servían a menos de 100 personas, proveían tratamiento. Al 1995, esta cifra aumentó al 69 por ciento.

Desde que se establecieron a principio de los 1900s, la mayoría de sistemas urbanos siempre provisto algún tratamiento, según sacan su agua de fuentes de superficie (ríos, lagos y presas) los que son más susceptibles a contaminación. Sistemas mas grandes también tienen la base de clientela para proveer los fondos necesarios para instalar y mejorar el equipo de tratamiento. Se ha requerido desinfección adicional para mantener el agua sana hasta que llegue al cliente, ya que los sistemas de distribución se han extendido a servir una población más grandes (según la gente se muda desde áreas mayormente urbanas a áreas suburbanas).

Hoy la filtración y el tratamiento con cloro se mantienen como técnica efectiva de tratamiento para proteger las fuentes de agua Estadounidense de microbios peligrosos, aunque avances adicionales en la desinfección se han hecho a través de los años. En los 1970s y los 1980s, se hicieron mejoras en desarrollo de membranas para la filtración de osmosis inversa y otras técnicas de tratamiento tales como ozonacion. Algunos avances en tratamiento han sido causados por el descubrimiento de patógenos en el agua de tomar que pueden causar enfermedades tales como hepatitis, gastroenteritis, Enfermedad del Legionario y cryptosporidiosis. Otros avances surgieron de la necesidad de extraer más y más sustancia química que se encuentran en las fuentes de agua de tomar.

De acuerdo a una encuesta del EPA en el 1995, aproximadamente 64 por ciento del agua de la tierra y de agua de superficie de la comunidad desinfectan su agua con cloro. Casi todos los sistemas de agua de superficie restantes, y algunos de los sistemas de agua de tierra, usan otro tipo de desinfectante tal como el ozono o cloramine.

Muchas de las técnicas de tratamiento usadas hoy en las plantas de agua de tomar, incluyen métodos que han sido usados por cientos hasta miles de años (vea el diagrama debajo). Sin embargo, técnicas de tratamiento (por ejemplo, osmosis inversa y carbón activado granular) también los usan plantas modernas de agua de tomar.

Recientemente, los Centros de Prevención y Control de Enfermedades y la Academia Nacional de Ingeniería señaló al tratamiento del agua como a uno de los avances públicos más significativos del Siglo 20. Más aún, se anticipa que aumentará el número de técnicas de tratamiento y combinaciones de técnicas desarrolladas según se descubren y se regulan contaminantes más complejos. También se espera que el número de sistemas que emplea éstas técnicas aumentará debido a la creación reciente de un préstamo multimillonario giratorio del estado que ayudará a los sistemas de agua, especialmente estos que sirven a comunidades pequeñas ó desfavorecidas a actualizar ó instalar nuevos planteles de tratamiento.