1929年,清华大学工学院设立土木工程系,其中的水利组成为水利系的前身。
1933年,旧水利馆(水力实验馆)落成。
1951年,教育部决定在清华大学工学院设立水利工程系和水力发电工程系,施嘉炀教授和张光斗教授分别担任系主任。
1952年,院系调整,清华大学成立水利工程系,张任教授任系主任;系内设水工结构、水能利用和水力学三个教研组,张光斗教授、施嘉炀教授和夏震寰教授分别担任教研组主任。
1955年,新水利馆落成。
1958年,水利电力部清华大学水利水电勘测设计院成立,张光斗教授任院长;遵照周恩来总理的指示,水利系主持密云水库设计任务,开始教学、生产、科研三结合的办学模式。
1959年,招收首批研究生。
1969年,水利系师生陆续去往三门峡基地实施开门办学。
1978年,张宪宏教授任系主任;三门峡基地撤销。
1981年,泥沙实验室落成;水工结构工程、水力学及河流动力学、岩土工程成为教育部批准的首批博士点。
1985年,董曾南教授任系主任。
1988年,水利工程系更名为水利水电工程系;水工结构工程被评为全国重点学科。
1991年,高坝大型结构国家专业实验室成立。
1994年,雷志栋教授任系主任。
1996年,开始实施六年制本硕统筹培养模式。
1998年,获准按一级学科培养博士研究生。
1999年,系内机构改革,撤销教研组,按二级学科或相近二级学科的组合设立研究所和系列课程教学组。
2000年,清华大学土木水利学院成立,下设水利水电工程系,土木工程系,建设管理系;水沙科学教育部重点实验室成立。
2001年,水力学及河流动力学、水工结构工程被评为全国重点学科。
2002年,建系50周年,“智者乐水,仁者乐山”雕塑落成。
2003年,在教育部组织的全国一级学科评估中,清华大学水利工程学科综合排名第一。
2005年,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室(清华大学)获批筹建,《水力学》被评为国家级精品课。
2008 年,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室通过科技部评估和验收,评估优秀。 2009年,《水文学原理及应用》被评为国家级精品课。
2010年,清华大学建校100周年,新水利馆加固改造完成。清华大学水利系校友会成立。
2012年,庆祝建系60 周年。
2013 年,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室评估优秀。
2015年,水利系人事制度改革全面启动。
2016年,本科招生专业名称调整为 “水利科学与工程”,开始采用申请审核制招收博士研究生。
2017年,根据学校大类招生计划,按土木大类招收本科生。同年,开设海洋科学与工程本科辅修专业。
2018年,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室评估优秀。