南京水科学研究院始建于1935年，原名“中央水工试验所”，是我国最早成立的水利科学研究机构。1942年更名为“中央水利实验处”，1950年更名为“南京水利实验处”，1956年更名为“南京水利科学研究所”，1984年更名为“水利电力部交通部南京水利科学研究院”。1994年更名为“水利部交通部电力工业部南京水利科学研究院”，2009年更名为“水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院”。
一、中央水工试验所和中央水利实验处时期（1934年—1950年5月）
1934年春：全国经济委员会成立了“中央水工试验所筹备委员会”,积极负责中央水工试验所的筹建工作。
1938年1月：全国经济委员会水利部分，划归经济部接管，中央水工试验所同年3月改由经济部领导。
1941年9月：行政院水利委员会成立，经济部原辖水利机关，包括中央水工试验所，都改变了棣属关系。
1942年1月：由于业务范围扩充，中央水工试验所改名为“中央水利实验处”。
1947年5月1日：国民政府水利部成立，中实处改由水利部领导。
1949年4月23日：南京解放，5月中旬，中实处由南京市军事管制委员会水利部接管，并积极筹备恢复工作。
二、南京水利实验处时期（1950年5月—1956年12月）
1950年5月，“中央水利实验处”改名为“中央人民政府水利部南京水利实验处”。.
1953年3月，华东军政委员会水利部撤销，南京水利实验处由中央水利部直接领导
（一）华东军政委员会水利部代管时段（1950年5月—1953年3月） 1951年3月，研究室撤销，人员分别划归水工室及文献室。同年，成立了中共南京水利实验处支部，属中共南京市一级机关党委领导。 1952年，水文研究所撤并到中央水利部水文局，另筹设材料试验组。
（二）中央水利部直接领导时段（1953年3月---1956年12月）
1953年5月11日，经中共南京市政府分党委批准，组成南京水利实验处支部。12月，由上级批准成立党组。同年，下属水工仪器厂从南京水利实验处分出，由中央水利部直接领导，改名为南京水工仪器厂。
1954年经中共南京市政府分党委同意，恢复党支部的领导职能。在秘书室下增设技术档案室。
1956年，按照中央水利部的指示，南京水利实验处派出95人，筹建北京水利科学研究所。
三、南京水利科学研究所时期（1956年12月—1984年1月）
1956年12月，南京水利实验处更名为“南京水利科学研究所”
（一） 更名南京水利科学研究所后至文革前夕时段（1956年12月—1966年）
1956年12月，原水工、土工两试验室改为研究室，又将原水工试验室的潮浪和泥沙两个组人员抽出，成立了河港研究室。
1957年2月，根据国务院科学规划委员会关于全国水利科学研究机构的合并问题指示精神，南京水利科学研究所由水利部和交通部共同领导。原属交通部水运科学研究院筹备处港工及航道研究室并入该所。
1958年，水利部与电力工业部合并为水利电力部，南科所改由水利电力部和交通部共同领导。1958年2月，国务院农七齐字23号文，同意成立“钱塘江河口研究委员会”，明确研究工作交由南京水利科学研究所负责。1958年，交通部组织“天津新港回淤研究领导小组”，负责该港回淤研究的技术领导工作。
（二）文革开始至所改院时段（1966年—1984年1月）
1966－1967年，原有组织机构特别是行政管理部门被打乱。
1968年，经江苏省革命委员会批准，成立了南京水利科学研究所革命委员会
1973年8月，经江苏省革委会批准，建立中共南京水利科学研究所委员会。
1979年2月，水利电力部分为水利部和电力工业部，南科所由水利部和交通部共同领导。同年6月，水利部明确南京水利科学研究所为地师级单位。
1980年恢复了所室两级学术委员会活动。成立了所的学位评定委员会和技术职称评定委员会。
1982年2月，水利部与电力工业部合并为水利电力部，南京水利科学研究所恢复水利电力部和交通部共同领导
四、南京水利科学研究院时期（1984年1月—2006年12月）
1984年1 月，经水利电力部批准，并征得国家科委同意，改名为“水利电力部、交通部南京水利科学研究院”。1994年9月，更名为“水利部、交通部、电力工业部南京水利科学研究院”
1984年1月，所改院后机构体制有了较大变动，干部也作了全面调整，实行党委领导下的院长负责制。1984年8月，水利电力部和交通部批准我院为科研体制改革试点单位，实行院长负责制。
1985年3月，原属科研处的计算应用中心，改名为计算中心，直属院长领导。
1987年12月，水利部电力部明确我院为水利电力部大坝安全监测中心，承担水利大坝安全监测工作。1987年10月，中国水利学会同意我院成立“中国水利学会科技咨询服务中心岩土工程服务部”。
1988年5月，经江苏省科学技术委员会批准，成立江苏南水土建工程联合公司。
1989年8月，经水利部基本建设工程质量监督总站批准，确定南京水利科学研究院为水利部基本建设工程质量检测中心。
1991年10月，接水利部办公厅通知，持单位介绍信至办公厅秘书处领取水利部、交通部、能源部南京水利科学研究院印章。
1992年7月，经水利部党组批准，撤销院党组，建立临时党委。
1993年6月，经中共江苏省委组织部批准正式成立院党委。同年9月，江苏省委批复同意撤销中共南京水利科学研究院机关委员会。
1994年9月，更名为水利部、交通部、电力工业部南京水利科学研究院。
1995年，经水利部批准，与河海大学、水利部南京水文水资源研究所合作成立水利部遥感技术应用中心南京分中心。
1996年5月，经水利部批准，水利部南京计量检定中心挂靠南京水利科学研究院。
1997年3月，经水利部人事劳动教育司批准，建立“南京水科学培训中心”。
1998年，经水利部人劳司批准，设立南京水利科学研究科技产业中心。
1999年7月，交通部认定南京水利科学研究港口、航道泥沙工程实验室为交通部重点实验室。
2001年6月，水利部南京水文水资源研究所成建制并入南京水利科学研究院。对外可继续使用水利部南京水文水资源研究所。
2001年10月，科技部、财政部、中央编办批复水利部等四部门所属98个科研机构分类改革总体方案，南京水利科学研究院转为非营利性科研机构，拟定编制393人。
2002年1月，水利部决定将水利部农村电气化研究所划归南京水利科学研究院管理。
2002年10月，水利部批复南京水利科学研究院体制改革总体方案。
2003年4月，水利部人教司复函，同意在科技部、财政部、中编办对我院非营利性科研机构改革验收前继续延用原名称“水利部交通部电力工业部南京水利科学研究院”。
2004年6月，水利部认定依托南京水利科学研究院建设的水利部水科学与水工程科学重点实验室。
2005年3月，国家科技部批准南京水利科学研究院与河海大学联合建设“水文水资源与水利工程科学国家重点实验室”。
2006年4月，水利部批准以南京水利科学研究院为依托单位，组建水利部水文水资源工程技术研究中心和水利部水工新材料工程技术研究中心。
2006年10月，经水利部人事劳动教育司批准，南京水利科学研究院设立“离退休人员管理处”。
