古希腊著名科学家、学者阿基米德在洗澡时发现浮力定理，这是迄今所见最早的水静力学实验记录，也可认为是开水工试验的先河。15世纪文艺复兴时期，达·芬奇成为实验水力学的前驱，提出了许多令人惊叹的设想，如利用悬浮颗粒在玻璃水槽中测定水流内部流态等。但这些设想中的实验一般都没有能够付诸实施。17世纪，正式出现“水力学”这个科学名词，1686年I.牛顿提出了水力相似性原理。18世纪D.I.伯努利和L.欧拉等人创立了水动力学，并使之与实验水力学平行发展。18世纪中叶，英国工程师J.斯米顿（1724—1792）首次提出使用水工模型进行水力学等试验。1841年美国第1座现代水工实验室在马萨诸塞州的卢韦尔建立。19世纪科学家发现了管流和明渠流2种流态，并提出了弗劳德相似准则和区分流态的雷诺数，推导出紊流的雷诺公式。此后使用模型试验日趋广泛。进入20世纪，世界上许多国家都建立了水工实验室。模型试验相似原理已为学术界普遍接受。英国人在南亚次大陆和埃及的灌区进行了大量的现场观测工作，对渠道的冲淤和透水地基上筑坝等研究更为突出。

现代水工试验始于19世纪末。德国德累斯顿工科大学教授H.恩格斯首先着手组建河工试验所。1891年创建第1个试验室，1898年又建了第2个试验室，主要从事水力学试验。1913年所建的新试验室，第1次应用于河工试验。在几十年的时间里，H.恩格斯进行了许多重要试验，如桥墩冲刷、河床形态、丁坝对河床的影响以及港口的淤积等。与H.恩格斯齐名的卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）工业学院教授T.雷博克于1899年以后组建水工试验所，并担任该所主任。这座试验所曾于1929年和1935年2次扩建，工作人员也发展到30人，多半都是工学博士和工程师。第1次世界大战以后，该所的试验室已有3层，可同时做24个以上的试验。1898年，德国不伦瑞克（Braunschweig）工业学院教授C.C.莫勒首先在室外做河工模型，以供教学使用。1903年，在柏林成立了普鲁士水工及船舶试验所，该所有一座露天大试验场。此后德国不少工科大学亦相继建立水工实验所。

在此期间，欧洲各国也相继创立试验室。1907～1917年，先后有俄国、奥地利、瑞典及捷克斯洛伐克等国成立试验所，一般都设有河工槽和水力槽。

1925～1935年，世界各国的水工试验所纷纷建立。欧洲的荷兰、瑞士、意大利、英国，亚洲的日本、印度、印度尼西亚、中国以及南美洲的阿根廷等国都创办了水工实验所，有的国家还不止一所。美国许多大学这时都有了水工试验所，但一般规模较小，只用于教学。

水工试验方法问世以后很快就收到了显著的经济效益和社会效益。到20世纪30年代时，以少量实验费用而节省大量工程费用的实例已屡见不鲜。荷兰著名的须德海（Zuider Zee）工程（参见荷兰围海造陆），由于T.雷博克教授在模型实验中发现大坝合龙时的实验流速大大超过了原设计流速，于是更改了原来的合龙施工方案，避免了危险。此外，试验的结果还取消了5座大型泄水船闸，大大节省了施工费用。

1925年12月，日本建成帝国政府船舶实验馆。1927年，荷兰创建了代尔夫特水力学研究室。1931年，苏联政府设立水工技术研究院，并在列宁格勒建成了中央大试验馆，其中有20个设备优良的试验室，150余名教授、工程师等。该院除了对水工、水电等问题进行研究外，还专门设置了几个试验室分别研究渗漏、土质、水文、地下水等问题。1932年，经著名工程师J.R.弗里曼倡导，美国建立了第1个国家水工试验所。随着现代科学和社会生活的日益发展，除了高等院校的水工实验机构外，生产部门和政府机构逐渐在研究和试验工作中起到更加重要的作用。政府直接控制的试验机构主要从事大型的港口、水电站及河流治理等特殊项目的模型试验和研究工作。如荷兰于1956年成立瓦赫宁根（Wageningen）国际土地开垦改良研究所以及须德海开垦工程研究所，希腊于1958年成立中央灌溉排水试验场，澳大利亚的水工试验与研究工作则由国立科学产业研究组织负责。