Grazie all’abbondanza e alla superficialità della falda, storicamente sono stati utilizzati pozzi poco profondi (Bonvesin della Riva riporta la notizia che già nel 1200 ci fossero 6.000 pozzi di "acqua viva" nel territorio di Milano).

Nel 1877 venne indetto un concorso pubblico per la realizzazione di un acquedotto. Il progetto vincitore prevedeva di trasportare a Milano le acque delle sorgenti del fiume Brembo, ma fu abbandonato, successivamente venne indetto un nuovo concorso.

Prevalse infine nel 1887 la proposta che proponeva di proseguire nell'attingimento dalla falda sotterranea, con pozzi di idonea profondità.
La costruzione dei primi due pozzi sperimentali fu avviata nella zona dell'Arena nel 1888. Il secondo impianto di pompaggio fu costruito nel 1898 al rondò Cagnola (l'attuale piazza Firenze); nel 1903 si aggiunse la centrale Parini (vicino all'attuale piazza della Repubblica).

La centrale Armi, edificata nel 1904, è la più antica tra quelle ancora esistenti.  Alla fine degli anni '20, quando gli impianti erano 17, con una capacità di pompaggio complessiva di circa 6.000 l/s, cominciò un modesto abbassamento della falda che costrinse a modificare il sistema di estrazione.

A partire dagli anni ’60, si è manifestato il problema relativo alla qualità dell'acqua della falda, a causa degli scarichi industriali non depurati. Il fenomeno si sarebbe poi invertito, a partire dal 1975, in conseguenza della chiusura degli stessi grandi stabilimenti che erano stati causa principale del deterioramento dell'acqua di falda. In questo periodo nascono problemi legati all'innalzamento della falda, che ha portato fra l'altro a fenomeni di allagamento di sotterranei, parcheggi, metrò. Nel 1988, a cento anni dalla nascita della moderna rete idropotabile, esistevano 34 centrali per una potenzialità di spinta di circa 30.000 l/s.

Nel frattempo l'acquedotto ha introdotto progressivamente le tecnologie di potabilizzazione per garantire la qualità dell'acqua e assolvere gli adempimenti sempre più restrittivi della normativa europea in tema di limiti alla concentrazione di sostanze inquinanti nell'acqua.