武都引水工程前期工作准备充分，早在50年代就曾多次进行过规划、勘测和设计工作。1958年第一次动工兴建武都水库，但开工后不久即停建。1958年5月由长江流域规划办公室完成了《嘉陵江武都水利枢纽初设要点报告》。1967年6月绵阳专区计委、水电局[1967]计基联字119号文上报《武都引水工程设计任务书》，1975年11月8日四川省革命委员会以川革发[1975]113号文批准了建设方案。
1978年6月2日水电部[1978]水电水规字第49号文批准初步设计，工程又再度开工建设1980年10月四川省政府决定缓建。1982年起，四川省水利厅利用缓建之机又组织力量进行了补充灌区规划和复核设计。1984年12月由四川省水利勘测设计院完成了《武都引水工程补充规划报告》及复核设计，1987年5月27日水电部[1987]水电规字41号，1987年6月18日国家计委以计农[1987]989号文正式批复武都引水一期工程复工建设，总投资4.85亿元，其中中央补助2.4亿元。根据四川省人民政府[1987]186号文精神，四川省水利电力厅[1988]基函字第25号文发出《关于武都引水一期工程复建开工的通知》，1988年9月21日正式开工。1998年水利部、中国人民银行以[1988]水电字71号文开始安排中央补助地方水利项目武都引水一期工程建设拨款。一期工程自1988年动工以来均列入历年中央、省、市各级水利基本建设年度投资计划。根据国家计委的安排和四川农业发展项目使用世界银行贷款的《开发信贷协定》及《项目协定》，武引一期大部分工程从1992年起开始使用世界银行贷款6722万美元。1997年国家计委计建设[1997]2445号文《国家计委关于四川武都引水工程调整概算的批复》批准武引一期工程调整概算为180675万元，其中中央追加补助投资31124万元。 1991年1月，建成渠首取水枢纽，总干渠Ⅰ段8.75公里，引水流量110立方米/秒，石龙咀电厂装机2×8800千瓦，年发电量1.17亿千瓦小时；实现灌面1.2万亩，向长城特殊钢公司四分厂年输水7000万立米
1994年5月,建成总干渠Ⅱ段12公里,引水流量60立方米/秒，江绵、三星支渠36.7公里通水，增加灌面5.50万亩，向川西北矿区年供水500万立米。1996年5月,建成总干渠Ⅱ-2段8.95公里,引水流量60立方米/秒，江绵、三星灌区、治新、火战等16条分支、斗渠216.87公里，金子山、高泉山等7处提灌站4352千瓦，增加灌面12.51万亩。1997年10月,建成总干渠Ⅲ段7.79公里,引水流量60立方米/秒，红岩分干渠通水5公里，建成东方红、鲤鱼石提灌站装机943千瓦，斗渠2条13.80公里，增加灌面8.51万亩，游仙区自来水厂年供水900万立米。
1998年5月,建成涪梓干渠上段26.80公里,引水流量27.3立方米/秒，红岩分干渠增加通水35公里,基本建成清洁支渠22.63公里,土地垭提灌站装机440千瓦,斗渠1条16公里，增加灌面15万亩。1999年5月，建成涪梓干渠下段37.14公里，引水流量22立方米/秒，沉抗水库蓄水2500万立米，沉抗水厂年供水70万立方米，红岩分干渠59.21公里全部建成，新增通水渠道25条278.6公里，增加灌面27.43万亩。