W latach 1973 i 2008 większość obiektów znajdujących się na terenie Zespołu Stacji Filtrów została wpisana do rejestru zabytków. W 2012 cały kompleks został uznany za pomnik historii.

Po założeniu miasta mieszkańcy Warszawy czerpali wodę ze źródeł, mokradeł, stawów, jeziorek, strumieni płynących na skarpie i pod skarpą oraz z Wisły. Pierwsze wzmianki o studniach pochodzą z XV wieku. Po 1476 gromadzono wodę w obfitującym w liczne źródła rejonie późniejszej ul. Nalewki, w zbiornikach nazywanych „nalewkami” (stąd nazwa ulicy). Pierwsza wzmianka o wodociągu na obszarze Starej Warszawy pochodzi z 1561, a Nowej Warszawy z 1600. W XVIII i XVIII w. na terenie pałaców i ogrodów magnackich istniały także wodociągi lokalne.

W połowie lat 1840. inżynier Feliks Pancer zaprojektował w samym korycie rzeki murowaną studnię w celu czerpania wody, pompy parowe na brzegu i wodozbiór na placu Zamkowym.

W 1851 polecenie zbudowania wodociągu w Warszawie wydał car Mikołaj I. Wykonanie projektu a później kierownictwo robót powierzono Henrykowi Marconiemu. Rozpoczęły się one w 1852, a wodociąg został uruchomiony w 1855. W 1869 na Pradze uruchomiono niewielki wodociąg zaprojektowany przez Alfonsa Grotowskiego.

Inicjatorem budowy nowoczesnego systemu wodociągów i kanalizacji był prezydent Warszawy Sokrates Starynkiewicz. Budowę rozpoczęto w 1883.

Analizując sytuację hydrologiczną i sanitarno-techniczną Warszawy Wiliam Lindley ustalił m.in. że dostateczną ilość wody może zapewnić jedynie Wisła, musi być ona filtrowana, a jej dostarczanie powinno odbywać z najwyżej położonego miejsca w mieście, jakim była okolica Rogatek Jerozolimskich.
Podczas budowy wykorzystano najnowocześniejsze ówczesne rozwiązania techniczne. Przy budowie wszystkich obiektów użyto materiałów najwyższej jakości, które poddawano kilkustopniowej kontroli. Podstawowym materiałem budowlanym była specjalnie wypalana, odporna na wilgoć cegła licówka i cegła glazurowana białą polewą. Na wielką skalę stosowano bloki granitowe i z piaskowca. Granitowe filary m.in. podtrzymują wykonane z cegły sklepienia żaglowe w zbiornikach wody czystej i sześciu grupach filtrów powolnych. Budynki zaprojektowano w stylu „fabrycznym”.

Nowoczesny wodociąg Lindleyów zastąpił instalacje zaprojektowane przez Marconiego i Grotowskiego. 

II wojna światowa

Podczas obrony Warszawy we wrześniu 1939 wiele obiektów na terenie Stacji Filtrów zostało uszkodzonych bombami lotniczymi. Wodociąg wznowił pracę 4 października 1939 przy wykorzystaniu pomp parowych. Usuwanie zniszczeń na terenie stacji trwało do czerwca 1941. Przez cały okres okupacji niemieckiej opłaty za wodę oraz za korzystanie z kanalizacji nie zmieniły się.

W latach 1942–1944 Stacja Filtrów ucierpiała w czasie sowieckich nalotów na Warszawę.

Pierwszego dnia powstania warszawskiego, 1 sierpnia 1944, teren stacji został obsadzony przez oddział Wehrmachtu, jednak kontynuowała ona pracę. 
W sierpniu 1944 do miejskiej sieci wodociągowej tłoczono rekordowe ilości wody  gdyż wypływała ona z uszkodzonych w czasie walk i bombardowań magistral i przewodów ulicznych. Po unieruchomieniu 4 września elektrowni na Powiślu wodę do miasta dostarczano wykorzystując pompy parowe. 18 września Niemcy wysadzili Stację Pomp Rzecznych, jednak Stacja Filtrów pracowała, wykorzystując dwie pompy parowe.

22 września ostatnia grupa pracowników na rozkaz Niemców opuściła teren stacji. Wcześniej zdołali oni m.in. zabezpieczyć plany najważniejszych urządzeń, ukryć część aparatury laboratoryjnej, odprowadzić do kanałów wodę z filtrów powolnych, a także zatopić podziemia Zakładu Filtrów Pospiesznych w celu uniemożliwienia wywiezienia aparatury do zamykania i otwierania zasuw. Która w styczniu 1945 była wydawana mieszkańcom do maja w ilości ok. 350 m³ dziennie.
Po upadku powstania Niemcy zdemontowali i wywieźli część maszyn i urządzeń. Budynki pomp zostały zniszczone w 15–20% a budynki mieszkalne w 35%. Na złożach filtracyjnych filtrów powolnych Niemcy urządzili stajnie dla koni.

Po 1945
Wodociąg został ponownie uruchomiony po usunięciu najpoważniejszych zniszczeń 29 maja 1945. 
Zakład Filtrów Pospiesznych odbudowano i uruchomiono w lipcu 1949. Maksymalną wydajność z 1939 wynoszącą 180 tys. m³ wody na dobę wodociąg osiągnął w 1952. 

W latach 2008–2010 wybudowano stację ozonowania pośredniego i filtrowania na węglu aktywnym. Znajdują się w niej 3 generatory ozonu i 18 komór filtrów węglowych. Architektonicznie nawiązuje ona starszych obiektów stacji – materiał budowlany (cegła klinkierowa, piaskowiec) i stylizacja ornamentów do dziewiętnastowiecznych budowli stacji, a płaskorzeźby do reliefów w stylu art déco z międzywojennej stacji filtrów pospiesznych. Stacja w wyniku konkursu otrzymała nazwę „Socrates”. Uruchomiona w 2010 stacja umożliwiła zmniejszenie o ok. 50% dawki dwutlenku chloru stosowanego do końcowej dezynfekcji wody, co poprawiło jej smak i zapach.