实验室的前身是1989年批准、1993年建成的水资源开发利用国家专业实验室。2002年被批准成为水资源开发教育部重点实验室。2004年10月经科技部批准，依托河海大学和南京水利科学研究院建设国家重点实验室，2007年6月通过验收。

　　实验室集中了河海大学与南京水利科学研究院的优势力量，开展应用基础研究和关键技术创新。本评估期承担科研项目134项，到款金额1.22亿元，其中国家“973”计划项目课题6项、“863”计划项目课题9项、自然科学基金重大项目1项与重点项目2项、自然科学基金（含社科、青年基金）项目26项、攻关（科技支撑）项目课题11项，以及国家重大工程项目22项。发表论文395篇，其中SCI检索论文29篇，Ei检索论文123篇；获国家及省部级科技奖一等奖以上11项，其中国家自然科学奖二等奖1项、国家科技进步奖一等奖1项、国家科技进步奖二等奖5项。入选全国优秀博士论文1篇与提名1篇。

　　实验室拥有老中青相结合、多学科交叉融合、可持续发展的学术梯队，现有固定研究人员62人，以中青年骨干为主，绝大多数都拥有国外学习、进修的经历。有国家杰出青年基金获得者1人，长江学者奖励计划特聘教授2人，“111创新引智计划”基地1个，教育部创新团队1个，入选国家及省部级人才计划30人次，有20人在国际学术机构中任职。

　　实验室围绕科学研究重点进行高水平开放实验平台建设，加强对大型实验设备及配套设施投入。本评估期依托单位共投入经费3892万元，其中实验平台建设经费3642万元，运行经费250万元。现有30万元以上大型设备19台（套），其中15台（套）为本评估期内新添置。形成了由公共实验平台与相关实验大厅、大型试验基地组成的功能齐全、设备先进的实验研究系统，全面开放、有偿使用。

　　实验室力倡“人才为本、学术至上、开放共享、和谐创新”的建设发展理念与“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，实行依托单位领导下的主任负责制，是具有相对独立的人事权和财务权的科研实体。建立了聘任、考核、管理与激励等制度，实体化运行模式创新初见成效，为应用基础研究营造了浓厚的学术氛围。通过承办国际国内大型会议（16次）、特邀报告（12场）、国际学术交流与合作（116人次），以及建立国际合作研究机构（4个）等，增强了开展国际学术交流与合作的能力。