在香港第一个水塘薄扶林水塘落成后，香港供水仍不足以供应市民使用。所以大潭水塘兴建计划早于1872年港督坚尼地上任之时便开始构思。计划中的水塘容量136万立方米，本来造价达35万英镑，后修改方案后减省至12.26万英镑。不过，因当时经济不景气，加上1874年发生严重风灾后需要赈灾，该计划于该年暂时搁置。
于1882年，水塘的兴建继续，最后于1889年完成，成为继薄扶林水塘后第二个水塘。该水塘的水坝高90尺、长400尺、阔60尺。水坝和桥面均属于旧式英式建筑，有超过100年历史，足以证明水塘长久的历史。水塘当时的容量为2.5亿加仑，及后经过多次扩建，现增为3.88亿加仑。
大潭水塘塘及大潭中水塘。1907年，第一期工程完成，副水塘储水量为2240万加仑，而中水塘则为1.96亿加仑。为了便于分办多个位于大潭的水塘，大潭水塘又称为“大潭上水塘”。副水塘与上水塘的分界是在大潭水塘道的一座行车桥, 两个水塘其实是分开的。但当上水塘溢满, 水经过桥底流向副水塘时，两个水塘便会连接起来。虽然坊间的地图上可能并无标明副水塘的位置, 但其实水务署已在副水塘旁边竖立指示牌以兹识别。
1912年，第二期扩建工程正式展开。工程包括兴建储水量达14.2亿加仑的大潭笃水塘及扩建抽水站及输水管。大潭笃水塘的原址以前有一条细小的客家村落，有76位居民。村民大部份为钟姓，另有数户邱姓及陈姓。他们的祖先约于1600年由广东省东北部的梅州市梅县区及五华迁来，以耕种维生。水塘开始兴建时，村民全部得到政府的赔偿和徙往柴湾。最后工程于1917年完工，并在1918年2月2日由当时的港督梅含理揭幕。现时四个水塘储水量共19亿加仑（900万立方米）。
在原本的设计中，大潭笃水塘的水坝约800呎，跨越今大潭童军中心对出的大潭港海面。但相信因为技术上的困难，当局才把水坝后退到现时的位置。否则大潭笃水塘会是香港第一个海上建成的水塘。 [1]
