迄今所知中国最早的排水系统，出现在距今约4600年的新石器时代晚期，是一组出土于河南淮阳平粮台龙山时代城址的陶质地下排水管道。
淮阳平粮台城址出土的陶制管道 图源网络
史料记载，我们的祖先很早就意识到排水系统的重要性，在城市选址时会充分考虑如何实现给排水、灌溉和防洪等需求。《管子》有言：“凡立国都，非于大山之下，必于广川之上；高毋近旱，而水用足；下毋近水，而沟防省”、“地高则沟之,下则堤之。”《周礼·考工记》对匠人挖掘沟渠的要求作了描述，甚至运用了流体力学与结构力学的指导思想来防止排水道阻塞和坍塌。
夏代都邑宫殿区的大量宫殿建筑基址已有排水水道，包括明沟和暗道。以距今3800～3500年的河南偃师二里头遗址为例，二号宫殿西侧的明沟底部北高南低，或用来排泄雨水，遗址还出土了由陶制圆管套合的地下排水管，即暗道。
图源《夏商都邑水利文化遗产的考古发现及其价值》
商代都城偃师商城遗址的宫殿区发现了地下石砌排水渠道，它们构成一个排水网络，几乎每个宫殿院落的雨水都可由此排泄，出宫城后汇入城门下的水道再流进护城河。
图源《夏商都邑水利文化遗产的考古发现及其价值》
而西周早、中期的建筑遗址中已经普遍铺砌散水坡（房屋外墙四周的勒脚处用片石砌筑或用混凝土浇筑的有一定坡度的散水坡），使用的是卵石或经过烧烤的硬化土。
琉璃河燕国城址还发现了一条用卵石砌成的排水暗沟，其底部与侧墙都用鹅卵石砌成，顶部还有木材盖板。排水暗沟从城墙下穿过，城内的雨水通过排水暗沟流入护城河，再汇入大石河。它是我国目前发掘出的最早的卵石排水暗沟，也是北京市最古老的一条下水道。
琉璃河遗址陶排水管 图源网络
春秋战国时期，夏商西周三代以宫殿区为重、偏于松散的城市居住形态开始瓦解，较严格的民居规划与管理体制开始出现。“筑城以卫君，造郭以守民”，居民区从分散状态逐渐集中于郭城之内，郭城内有更明确的功能分区。统一的、惠及全城的给排水系统逐渐形成。
齐国都城临淄全城已发现三大排水系统。其中连通小城、纵贯大城西部的排水明渠宽20米，长达千米甚至数千米。更为精妙的设计是建于城墙下的石砌涵洞。涵洞东西长43米，南北宽7～10.5米，深3米左右，由天然巨型青石砌垒而成。分为进水道、过水道和出水道三部分。过水道和出水道内部石块交错排列，水可从石隙流过，人却不能通过，具有排水御敌的双重功效。
临淄石砌涵洞 图源网络