水利规划作为水利科学的一个独立分支随近代水利技术的发展于19世纪末叶逐步形成。先是开展有关基本资料的观测、勘察和调查。20世纪30年代前后，开始编制较大范围的水利规划和较大规模的工程规划，并逐步把水文学的理论、方法，用于工程水文分析；把水利计算的理论、 方法和水力学、 水工结构学、农田水利学、河工学等的专门技术，用于研究治理开发措施及其效应和影响；把水利经济学的理论、方法，用于进行规划方案的评价与比较。大体至40年代末已初步形成了包括调查方法、设计技术、规划方案论证与评价准则等较完整的近代水利规划的理论体系。在这期间，中国修建的陕西泾惠渠等灌溉工程和编制的一些规划报告如《顺直河道治本计划报告书》、《永定河治本计划》、《导淮工程计划》等在科学性、完整性上都有很大提高。50年代后，随着各国的实践，规划工作不断取得新的进展。中国在吸取一些国家的理论和经验的基础上，通过编制黄河、长江等各大江河流域规划和一些其他水利规划，积累了丰富经验，形成了适合中国情况的规划途径和方法。从50年代至60年代末,世界各国水利规划的研究内容,大多侧重于探讨水土资源的综合平衡与工程本身的综合利用;在方法上,则侧重于计算技术的改进。随着水文、水利计算、工程经济、系统工程等学科的发展和电子计算机的广泛应用，完善了某些计算理论、计算方法，使方案研究有更加可靠的基础，并能从更大范围进行优选。70年代后，研究内容转为侧重于规划目标与评价准则方面。针对人口、资源、能源、生态环境等新情况的出现，许多国家对水利规划的目标要求大都由以往单一的国家经济发展目标逐步转移到更广泛的社会需求方面，从而提出了包括社会、环境在内的多目标水利规划。多目标问题的提出，涉及更多的新领域，进一步促使水利规划发展成为一门自然科学、技术科学和社会科学相互渗透的综合性学科。

自20世纪80年代以来，随着人口增长和人类对地球影响规模的空前扩大，在人口、资源、环境与经济发展的关系上产生了一系列尖锐矛盾，引起人们的忧虑与不安。日益严重的环境污染、生态环境恶化以及一些全球性环境问题，促进人们加深了对多目标问题的理解，认识到在人口、经济再生产的同时不能不重视资源和环境的再生产，明确发展必须要以保护自然、适应地球生态系统的承载力为必要前提。这一兼顾当代人与后代人需求，强调人与自然和谐共处、协调发展的可持续发展理念，在1987年世界环境与发展委员会向联合国提交的题为《我们共同的未来》的报告中得到较完整的表述。1992年6月联合国环境与发展大会所通过的决议和文件，特别是《21世纪议程》又就这方面理论作了补充。中国政府1994年完成的《中国21世纪议程一中国21世纪人口、环境与发展白皮书》更把这一理念、理论首先推向行动。实施可持续发展战略已成为当代指导中国水利建设和其他各项建设的基本国策。