早在1200年，國王菲利普·奧古斯特為巴黎鋪砌路面，并在鋪路的過程中興建了排水溝。1370年，市長于格·奧布里奧在興建蒙馬特大街時，建立了第一條石砌拱形下水道，與溪流相連。在之后漫長的時間內，巴黎的排水系統發展緩慢，而這些早期的措施也根本無法滿足現實的需要，巴黎的衛生狀況依然惡劣。
19世紀中期，巴黎開始新建供水和排污系統，1894年確立整個城市使用一個完整的封閉給排水系統，到1999年，已完成了對城市廢水和雨水的100%完全處理。
19世紀中期，在塞納省省長奧斯曼男爵和工程師歐仁·貝爾格朗的推動下，巴黎開始新建供水和排污系統。奧斯曼認為城市的地下通道如同人體的內循環，干凈的泉水、光和熱，應該像血液一樣能夠流遍全身，分泌和排泄則需隱秘地進行。為此，奧斯曼決定將臟水排出巴黎，不再按以前的習慣先將臟水排入塞納河，然后從塞納河取生活用水。這個新建的下水道網絡利用巴黎東南高、西北低的地勢特點，將流入水道網的污水集中到一個總干道，繼而排到20公里以外的郊區。
1894年，政府又以法律的形式規定，巴黎所有飲用水供應、廢水排泄均采用封閉形式，巴黎下水道成了一個完整的給排水系統。它有兩套供水系統，一套供飲用水，一套供非飲用水。第一次世界大戰后，巴黎又開始污水工業凈化改造工程，主要修建了4條直徑為4米、總長為34公里的排水渠，以便通過凈化廠對廢水進行處理，處理過的水一部分排到郊外或者流入塞納河，另一部分則通過非飲用水管道循環使用，如洗刷城市街面等。二戰后，巴黎市政府進一步擴建并完善了下水道給排水系統，使每家每戶的廁所都直接與其相連。到1999年，巴黎已完成了對城市廢水和雨水的100%完全處理，無論遭遇多大暴雨的情況下，都能將積水及時排出路面積水。
目前，巴黎地下水處理系統管道總長達2400公里，相當于北京到深圳距離，每天排出超過1.5萬立方米的城市污水。此外，巴黎下水道還與路面使用統一街名和門牌，一旦有物品掉入也可請下水道工人免費將其找回。
