Ô nhiễm nước đã xảy ra từ khi bắt đầu lịch sử loài người. Tuy nhiên, các chất ô nhiễm mà hầu hết mọi người nghĩ đến ngày nay hầu hết bắt đầu sau cuộc Cách mạng Công nghiệp và trở thành một vấn đề nghiêm trọng vào cuối những năm 1800.
Các dạng ô nhiễm nước ban đầu thường là do ô nhiễm từ chất thải của con người và động vật, gây ra các đợt bùng phát dịch bệnh lớn như dịch tả. Sau cuộc Cách mạng Công nghiệp, các quy trình sản xuất và khai thác mỏ mới đã khiến các hóa chất độc hại được đổ ra sông hồ với tỷ lệ cao. Một số vùng nước trở nên ô nhiễm đến mức bốc cháy. Tuy nhiên, ngay cả trong thời cổ đại, các ngành công nghiệp như nhà máy dệt nhuộm và xưởng thuộc da được biết đến là nơi gây ô nhiễm nguồn nước.
