净水计划起源于2011年壹基金在贵州黔西南州的一次旱灾救援行动。为了缓解灾后农村学校水质恶劣的情况，壹基金在灾区学校安装了储水和水质净化系统，保证了学校儿童灾后喝到干净的水。
2012年，针对连续几年的旱灾，为云南受灾地区的学校提供了升级的校园超滤净水设备。
2012年底，壹基金正式与可口可乐中国合作试点项目，命名为“净水计划”。
2013年，净水计划在全国推广开来，除了针对旱灾等灾区，还在全国没有干净饮水的学校实施项目。
2014年，净水设备再次升级，增加了加热功能，并且尝试了对水质改善更彻底的纳滤设备，为农村学校学生提供更好的饮水条件。
2015年，净水计划设备外观全面升级，并首次以项目县的形式在全国实施，力求推动更广泛的社会关注和参与。
从2015年开始至今，净水计划以项目示范县的形式，在壹基金联合网络的基础上，通过联合项目县教育局、省级网络协调机构和地州级的伙伴机构共同参与执行项目，并通过项目培训与倡导活动，加强社会对于项目议题的关注和政府的重视度，以及资源的倾斜。
2016年12月，净水计划第1000台设备在新疆阿克苏库车县塔里木乡希望小学成功安装。
2017年，净水计划为15个省的38个县335个学校发货了348台净水设备，为超过14万名学生发放了儿童水杯，同时净水计划在237个项目学校开展了水与卫生健康课堂。
2018年，净水计划在全国22个省、49个县、689所学校安装净水设备739台，帮助超过34万名农村儿童每日可饮用干净卫生的饮用水。