中國進入宗法公社(公元前2550 ~ 2140年)後，隨著聚落的出現和農業生產的進步，水井已經相當普遍。井的深度在增加，井的結構更加完善。根據考古資料，沈(1979)對這壹時期中國水井發掘的歷史總結如下:龍山文化時期(公元前2800-2300年)，以河北邯鄲潤溝、河南洛陽李谷井為代表，井型為土井，井深已達6-7m；商代井為長方形井(河北槁城太西發現的商代井)。井深接近10 m，井內有木井。西周早期(公元前1066 ~ 771)有石井(江蘇省東海縣焦家莊西周早期遺址)和陶瓷井。此外，這壹時期油井的提水工具也有了很大的進步。據元代王鎮《農事》記載:“湯枯，夷尹教民掘井灌溉田地，今之橘也”。根據這壹記錄，劉仙洲推斷這臺灌溉機器可能是在商代早期的唐朝(公元前1765 ~ 1760)創造的。從春秋晚期到中國第壹個封建王朝——秦國建立，隨著社會經濟的快速發展，地下水的開發利用也有了明顯的進步。例如，根據《史記》和西漢時期的河曲，中國新疆吐魯番的坎兒井至少在公元前200 ~ 300年前就出現了。早在公元前200年，秦代蜀郡守李冰就發明了制鹽法(即在地下水中煮鹽)。漢代初年(紀元初年)，四川自貢開采地下水和鹵水、煮鹽的行業十分繁榮，在巖石中開鑿幾十米到上百米的自流井。
在此期間，人類文化起源較早的歐洲、中東和埃及的地下水開發經歷了與中國相似的歷程。公元前2000年以前的基督教《聖經》和《舊約》中都有關於井和井構造的記載。根據現有史料，在公元前600年左右的古代雅典，街道上就有公共水井，在公元前312年前的古羅馬，泉水和井水(深度< < 5 m)被廣泛使用。古波斯時期(公元前550 ~ 330年)，在德黑蘭附近修建了大規模的坎兒井，用於附近地區的城市供水和農田灌溉。德黑蘭附近最大的坎兒井深度為150米，長度為26公裏。
隨著人類社會的發展和工業的出現，水井的挖掘深度越來越大。歐洲第壹口深井於1126年在Lillirs村附近的壹座修道院中開鑿(但這壹時期的井深很少超過300 m)。這些井根據名字被稱為自流井(自流井)。
世界鑿井史上第壹口超深井是我國1835年開鑿的自貢海上井，井深1.001.42 m，歐洲直到19年底出現現代機械化鉆井技術，水井井深才超過1 000 m。
人類大規模開發利用地下水資源是在18年末19年初歐洲國家工業化革命之後。隨著鉆探機械技術的進步，工業、農業和城市迅速發展，供水量急劇擴大，促使人們開始大規模利用地下水資源。中國第壹口城市供水井於20世紀初在上海開鑿。直到新中國成立，才真正開始大規模的地下水開發。
人類對地下水的利用，除了家庭飲用和農田灌溉外，長期以來壹直用於治病和制鹽。俄羅斯地球化學的奠基人維爾納茨基在關於天然水利用史的著作中提到:在20世紀至公元前10世紀的古希臘科學中，天然水的起源和性質的概念相當清楚。公元前1世紀，著名的希臘醫生Arge Genes將礦泉水分為堿性、鐵、鹽和硫四類。在羅馬帝國時期(公元前27年-公元476年)，溫泉的利用極為繁榮，礦泉水分類的雛形可以在當時的論文中找到。
在中國，辨別泉水質量，用特殊成分的礦泉水治病的傳說始於神農時代。淮南子？《役訓》中記載神農“嘗百草之味，水泉之甘苦，使民知所忌”。中國，有文字記載並保存至今的溫泉療養地，是陜西臨潼驪山的華清池。秦代“石已築湯”(即泉口用石頭加固)。唐代(公元8世紀)建成了大型室內溫泉浴場，有完善的取水和排水。
除了利用地下水作為生活和生產的供水水源外，人類與地下水的有害影響作鬥爭的歷史也很長。我國考古學家曾在春秋戰國時期的湖北銅綠山發現兩處古礦井，其中發現了用於舀水的木勺、用於引水的木水槽、用於提水的木桶等排水設備。根據2號礦體出土的銅斧木柄的碳-14測年數據，其年代為公元前535 ~ 75年。
土地鹽堿化是淺層地下水造成的巨大危害，在我國農業發展過程中與土地鹽堿化作鬥爭由來已久。《尚書·愚公》和《史·夏姬本紀》都記述了山東青州鹽漬土的廣泛分布。《史·夏姬本紀》中說“海濱泛濫，田忌鹵水”(即鹽堿地變為農田)。因此，在公元前2 ~ 7世紀，中國就開始了與地下水誘發的土壤鹽漬化的鬥爭。