鑑於台南地區自來水水源短缺，民國72年本公司與水利局「水源聯繫會報」共同向中央政府提出興建南化水庫之計畫。

該計畫於民國75年3月奉行政院經建會核定，民國76年4月成立「南化水庫規劃調查隊」，執行各項工程有關之地質、土壤、水文、地形測量、壩工佈置、淹沒區拆遷補償調查、道路遷移等工作。

民國77年9月成立「南化水庫臨時工程處」，開辦施工導水隧道等事宜，翌年成立「水利局南部水資源開發工程處」專責水資源開發工作。

迄於民國82年7月6日封堵導水隧道竣工，水庫開始蓄水，當時各項工程尚處於趕工狀態，民國82年11月大壩工程完工，民國83年3月取排水工程完工，民國83年5月溢洪道工程完工。因為有預先蓄水之故，水庫始能於民國83年6月配合南化淨水場完工開辦試水及民國83年7月正式供應台南、高雄地區之民生用水。