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De tout temps, les cités antiques et modernes ont eu recours à l'eau pour leurs besoins essentiels liés à la vie des habitants. 

Déjà, les Romains avaient construit un aqueduc dont les ruines sont encore visibles sur le territoire d'Arcueil. Ils avaient capté à cet effet les sources qui coulaient du plateau de Rungis. Marie de Médicis en fit de même et créa son propre aqueduc, parallèle à l'ancien, afin d' alimenter son palais : le palais du Luxembourg et sa fontaine de Médicis.

Au cours des siècles, les besoins en eau  de Paris, se trouvant décuplés, il faut attendre le Seconde Empire pour voir apparaître un nouvel aqueduc qui devait amener sur les terrains occupés par d'anciennes carrières, l'eau d'un certain nombre de rivières du sud de la région parisienne. Ainsi naquit le réservoir de Montsouris qui est appelé aussi le réservoir de la Vanne et qui fut construit à l'initiative de l'ingénieur Eugène Belgrand, collaborateur d'Haussmann.

Sa réalisation commencée en 1868 sous le Second Empire, se termina en 1874. L'ouvrage à l'époque collectait les eaux de plusieurs rivières de l'est du Bassin Parisien : la Vanne, le Loing, le Lunain, la Voulzie, le Dutreint et même un peu celles de la Seine filtrées à Ivry. L'ensemble de ces pompages d'eau 'représente à l'arrivée au réservoir, un stockage de 300 000 mètres cubes d'eau potable. Celle-ci étant conservée à une température constante de 10 degrés. 

Les travaux de grande ampleur furent nécessaires pour consolider les fondations qui sont, rappelons-le posées sur d'anciennes carrières. 

En 1996, un appareillage sophistiqué permit de contrôler les pollutions éventuelles qui peuvent se produire. Le réservoir de Montsouris étant considéré comme une zone sensible ne se visite pas, sauf lors des journées du Patrimoine.

Notons que pour alimenter Paris en eau potable, d'autres réservoirs sont en service : Saint-Cloud, l'Haÿe-les-Roses, Les Lilas et Ménilmontant.