工程在极其艰难的条件下展开。用炸药爆破坚硬的岩石后，铁镐挖土和提篮搬运等全靠人力。另外，隧洞内部作业时的照明仅靠煤油灯微弱的灯光，用蒸汽式水泵排出地下水。

工程中大部分的材料都是自给自足，晚上培训技术人员，白天实际施工，它是努力奋斗的结晶。

工程总共动员了400多万人力，在日本首次采用了开凿竖井挖掘隧洞的施工方法，技术上不断钻研。在挖掘隧洞的过程中，还要解决不断涌出的大量的地下水等诸多问题，经过长达五年的艰难施工，终于在明治23年(1890年)完成了第一输水道。当时的日本，大型土木工程通常会委托外国工程师进行设计监督，而琵琶湖输水工程的建设，是第一个从设计到施工全部由日本人完成的工程。

第一输水道的水力主要被用在水车动力、船运、灌溉、消防、庭院用水等诸多方面，其中彻底改变人们生活的是当时最先进的技术————水力发电。

最初计划将琵琶湖输水水力用于水车的动力上，但在工程进行中，田边朔郎与实业家高木文平一起前往美国考察了当地的水力发电情况。在考察科罗拉多州阿斯彭的水力发电站时，受到了极大的启发。回国后，田边竭力说服北垣知事，终于在工程进行到一半时，将水力发电项目导入至实际应用中。明治24年(1891年)，在蹴上日本第一台商业用水力发电机组开始运转，为城市输送了电力，点亮了电灯，带动了机器运转。

到明治20年代后期，第一输水道的水力发电量已经无法满足京都市日益增长的电力需求。此外，霍乱、伤寒等传染病的蔓延，作为饮用水源的地下水不能保证水质而成为了病毒传播源之一。在田边朔郎的建议下，第一任京都市长内贵甚三郎提出了建设第二输水道的构想。

这个构想在内贵市长的任期内并未得到实现。第二代京都市长西乡菊次郎上任后为了实现京都市三大事业(第二琵琶湖输水道的铺设、公路建设、自来水拡筑及电车铺设)而奔走。第二输水道工程作为该事业的核心，于明治41年(1908年)10月动工直到明治45年(1912年)3月完工，终于在第三任京都市长川上亲睛任期内顺利完工了。

第二输水道的水流量为每秒15.3㎥，起点位于大津市观音寺附近，第一输水道的北侧，与第一输水道水路几乎平行。作为自来水的水源，为了防止水污染，被设计为全封闭式，在地下埋设了钢筋混凝土管道，全长约为7.4km，水流在蹴上与第一输水道汇合。

为了充分利用这些资源为市民提供更丰富的用水，在建设第二输水道工程的同时，还修建了日本第一个采用“急速过滤”的蹴上净水厂。竣工后的同年(明治45年，1912年）4月，蹴上净水厂就开始供应自来水了。

平成8年(1996年)与第一输水工程有关的12处设施被指定为国家级历史遗址，平成19年(2007年)，琵琶湖输水工程、琵琶湖输水工程纪念馆收藏物、南禅寺水路阁、蹴上倾斜铁道、蹴上净水场、蹴上发电厂等被经济产业省认定为近代化产业遗产。

另外，由于陆上交通的日渐发达和战争的影响，昭和26年(1951年)被中断的船运，也在平成30年(2018年)时隔约70年以观光船的形式得以复航。“琵琶湖输水船”从大津到蹴上顺着第一输水道缓缓前进，可近距离感受琵琶湖输水工程的魅力。

令和2年(2020年)6月，琵琶湖输水道以“连接京都和大津的希望之路琵琶湖输水～乘船、徒步去感受明治时代的怀旧时光～”的综合景观，被认定为日本遗产。

琵琶湖输水工程带领着京都实现了城市的复兴和飞跃，连接着京都和大津之间的琵琶湖水滋润着京都这片土地和人们的生活。乘坐“琵琶湖输水船”享受着琵琶湖水的静静流动，漫步于输水道沿线，游览相关设施，感受四季演变。明治时期，承载着京都城市复兴之梦的琵琶湖输水工程，克服了重重苦难，终于得以完工的情景历历在目，在这个时间里可以深切体会到。