凈水計劃起源于2011年壹基金在貴州黔西南州的一次旱災救援行動。為了緩解災后農村學校水質惡劣的情況，壹基金在災區學校安裝了儲水和水質凈化系統，保證了學校兒童災后喝到干凈的水。
2012年，針對連續幾年的旱災，為云南受災地區的學校提供了升級的校園超濾凈水設備。
2012年底，壹基金正式與可口可樂中國合作試點項目，命名為“凈水計劃”。
2013年，凈水計劃在全國推廣開來，除了針對旱災等災區，還在全國沒有干凈飲水的學校實施項目。
2014年，凈水設備再次升級，增加了加熱功能，并且嘗試了對水質改善更徹底的納濾設備，為農村學校學生提供更好的飲水條件。
2015年，凈水計劃設備外觀全面升級，并首次以項目縣的形式在全國實施，力求推動更廣泛的社會關注和參與。
從2015年開始至今，凈水計劃以項目示范縣的形式，在壹基金聯合網絡的基礎上，通過聯合項目縣教育局、省級網絡協調機構和地州級的伙伴機構共同參與執行項目，并通過項目培訓與倡導活動，加強社會對于項目議題的關注和政府的重視度，以及資源的傾斜。
2016年12月，凈水計劃第1000臺設備在新疆阿克蘇庫車縣塔里木鄉希望小學成功安裝。
2017年，凈水計劃為15個省的38個縣335個學校發貨了348臺凈水設備，為超過14萬名學生發放了兒童水杯，同時凈水計劃在237個項目學校開展了水與衛生健康課堂。
2018年，凈水計劃在全國22個省、49個縣、689所學校安裝凈水設備739臺，幫助超過34萬名農村兒童每日可飲用干凈衛生的飲用水。