1901 wurde erstmals ein Lehrstuhl für Wasserbau nach kulturtechnischer, gewerblicher und hygienischer Richtung eingerichtet (Fachgebiete landwirtschaftlicher Wasserbau und Siedlungswasserbau).

1939 wurden beide Fachgebiete selbständig und es entstand der Lehrstuhl für Landwirtschaftlichen Wasserbau unter O. Uhden, dessen bevorzugtes Arbeitsgebiet die Norddeutsche Tiefebene mit ihrem großen Potential an kultivierbaren Feuchtgebieten war. 

Mit steigender Agrarproduktion in der sich nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelnden Europäischen Gemeinschaft verlor der landwirtschaftliche Wasserbau diese lokale Bedeutung. Die Regelung des Wasserhaushaltes als Teil einer allgemeinen Landesplanung zum Wohle der Bevölkerung und der Industrie, der Land- und Forstwirtschaft unter Beachtung der Einflüsse auf bestehende ökologische Systeme trat in den Vordergrund. Unter H. Billib, dem Nachfolger Uhdens, erfolgte von 1956 bis 1974 eine wesentliche Ausdehnung der Arbeitsgebiete und eine Umbenennung des Instituts in "Wasserwirtschaft, Hydrologie und landwirtschaftlichen Wasserbau". 

Innerhalb dieses größeren Rahmens entwickelten sich mehrere Fachgebiete wie Grundwasserhydrologie (H. Mühlbauer, B. Hoffmann), Gerinnehydrologie (F. Sieker), Simulationstechnik im Wasserbau (R. Mull) und Tropenwasserwirtschaft (K. Lecher). Das letztgenannte Fachgebiet deutet an, dass die Wasserwirtschaft über den regionalen und nationalen Rahmen hinaus entwickelt wurde. Die Wasserversorgung der Bevölkerung und der Landwirtschaft in der dritten Welt ist zu einer Existenzfrage für die dort lebenden Menschen und unter Berücksichtigung der sich entwickelnden Konflikte zwischen Industrie und Entwicklungsländern für die gesamte Menschheit geworden.  

In Forschung und Lehre ist hier unter K. Lecher, der 1974 H. Billib auf den Lehrstuhl folgte, ein Schwerpunkt entstanden, der sich u.a. in der Mitarbeit zahlreicher Institutsangehöriger in Projekten der Deutschen Entwicklungshilfe und in internationalen Organisationen dokumentiert. 

In den 80er und 90er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden einerseits verstärkt ökologische Aspekte der Wasserwirtschaft in der Forschung untersucht und in die Lehre integriert (Fachgebiet Gewässergütemodellierung von H. Lehmann), andererseits erlaubte die Entwicklung der Computertechnologie die Programmierung aufwendiger numerischer Modelle bis zur Verknüpfung komplexer Systeme mit austauschbaren Modulbausteinen (Fachgebiete Numerische Methoden in der Wasserwirtschaft von M. Klenke, Operationelle Wasserwirtschaft von W. Schilling).

Die neuen Anforderungen im Berufsfeld verdeutlichten den Bedarf an Weiterbildungsangeboten für die berufstätigen Ingenieure oder Fachleute angrenzender Disziplinen. Daraus entstand - initiiert von K. Lecher - 1982 zunächst am Institut, ab 1986 eigenständig, die Arbeitsgruppe Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt mit einem laufend aktualisierten Angebot von Fernstudienkursen.

In der Fortführung bestehender Schwerpunkte am Institut entstanden in jüngster Zeit die Fachgebiete Wasserbewirtschaftung (M. Billib) mit dem Focus auf semiaride Gebiete in Entwicklungsländern, und Hydrologie (H.-R. Verworn) für aktuelle Problemstellungen in urbanen Gebieten, wie z.B. die Starkregenerfassung und die Steuerung der Stadtentwässerung.