Výstavbě úpravny vody a jejímu uvedení do provozu předcházelo několik poválečných desetiletí hledání dostatečně vydatného a čistého zdroje vody, ačkoliv oblast řeky Želivky byla v hledáčku vodárenských expertů od začátku.
V září 1963 vláda definitivně schválila využití řeky Želivky jako zdroje pitné vody a o rok později byl projekt schválen ministerstvem zemědělství, lesního a vodního hospodářství.
Koncepci úpravny tvořily dva uzavřené komplexy - samotná přehradní hráz s doprovodnými stavbami a komplex budov samotné úpravny a přívodu pitné vody do vodojemu v Jesenici u Prahy.
Samostatnou kapitolou byl projekt štolového přivaděče. Teprve v roce 1963 bylo definitivně rozhodnuto o využití štoly místo kovového potrubí. Samotnou ražbu provedl národní podnik Jáchymovské doly, Příbram. Jednalo se o obtížný projekt, kdy čelba probíhala současně na několika místech, z celkové délky 51,9km bylo hornickým způsobem vyraženo 51,3km.
Úpravna vody Želivka byla uvedena do provozu 25. května 1972