Hệ thống cấp nước Thanh Hoá có quá trình hình thành và phát triển trên 75 năm. Từ năm 1931, thực dân Pháp đã cho xây dựng Nhà máy nước Mật Sơn tại thị xã Thanh Hoá công suất 500 m3/ngày. Mạng đường ống cấp I dài 812m, đường ống cấp II và phân phối dài 6.440m, cung cấp nước cho khoảng 10 ngàn dân thị xã với mức bình quân 40 lít/người/ngày. Từ năm 1954 đến năm 1961 Liên xô giúp đỡ đầu tư xây dựng nâng công suất nhà máy đạt 2.500 m3/ngày, cung cấp nước cho các cơ quan, xí nghiệp và một phần dân cư nội thị. Từ năm 1961 nhà máy được đầu tư mở rộng, từng bước nâng công suất lên 4.000 m3/ngày nhưng thực tế công suất chỉ đạt xấp xỉ 2.900 m3/ngày. Năm 1972, máy bay Mỹ đánh phá Miền Bắc, hệ thống cấp nước bị hư hỏng nặng, công suất thực tế của lúc này
chỉ còn 700 m3/ngày. Năm 1975 nhà máy một lần nữa được đầu tư khôi phục lại công suất 2.500 m3/ngày. Từ năm 1976 đến năm 1984, được phép của Chính phủ cho đầu tư mở rộng nhà máy nước Mật Sơn công suất lên 20.000 m3/ngày. Cũng thời kỳ này Bộ Xây dựng đầu tư xây dựng mới nhà máy nước tại thị xã Sầm Sơn, công suất 1.000 m3/ngày, hoàn thành đưa vào sử dụng năm 1980 phục vụ cấp nước cho thị xã du lịch [22, tr.1].
Nguyên nhân dẫn đến tình trạng có thời kỳ công suất thực tế quá thấp so với thiết kế một phần do đầu tư không đồng bộ, một phần nhà máy bị hư hỏng, xuống cấp bởi chiến tranh không được khôi phục. Sau ngày đất nước thống nhất công suất dần ổn định, đã cung cấp nước sạch sinh hoạt cho khoảng 80 ngàn người, mức bình quân 150 lít/người/ngày.