Очистка москворецкой воды, предназначенной для питания такого большого города как Москва, представлялось делом особой важности, и было поставлено под особый контроль. Обследование реки Москвы было выполнено специалистами в санитарно – статистическом и биологическом отношениях. Вода отличалась значительной чистотой, а река высокой самоочищающей способностью. Второй вопрос – о выборе метода очистки москворецкой воды. Важно было определиться, по какой системе очищать воду: американской или английской. Английская система состоит из отстаивания и медленного фильтрования, когда речная вода с малой скоростью, в течение полусуток проходит длину отстойника, далее песчаные фильтры со скоростью 100 миллиметров час. Американская система включает процесс коагулирования с последующим отстаиванием и скорые фильтры, где вода значительно быстрее проходит через слой песка. Были опробованы экспериментально обе системы.

Работы по постройке Рублевской насосной станции начались в апреле 1901 года прорубкой просек в лесу для устройства дороги от Рублева до Воробьевых гор. Под руководством начальника станции И.М. Бирюкова подготовлены строительные площадки, построены производственные и жилые помещения для рабочих и служащих. И в то же время на другом строительном участке был проложен первый водовод и построено первое отделение воробьевского резервуара.

26 декабря 1901 года началась подача воды в воробьевский резервуар, а 12 января 1902 года пущены в работу отстойник и английские фильтры (предпочтение отдали английской системе очистки воды) – Москва получила долгожданную воду. В 1902-1903 годах продолжались строительные работы 1 очереди, новые сооружения вводились в эксплуатацию.

Однако в весеннее половодье 1903-1904 гг. оказалось, что английские фильтры не справляются с очисткой воды. Пробуют применять предварительное фильтрование, после чего на станции была внедрена комбинированная схема очистки: коагулирование, отстаивание, быстрое фильтрование на предварительных фильтрах и медленное фильтрование на английских фильтрах.

1906 год можно считать еще одним важным этапом в строительстве водопроводной станции. Правительственной комиссией было разрешено применять в строительстве железобетон. Железобетон настолько удобен и выгоден, что именно с этого года кирпичные резервуары были исключены из практики строительства.

Состав сооружений к 1913 году был следующий: водоприемник, 4 пары водоподъемных машин, 13 паровых котлов, 4 отстойника, 38 отделений предварительных фильтров, 16 отделений английских фильтров, сборный резервуар, воробьевский резервуар, три 36 – дюймовых водовода от Рублевской станции до Воробьевых гор. Этот комплекс сооружений позволил давать городу 73 800 куб. м (6 миллионов ведер) фильтрованной воды в сутки.

Строительство сооружений, прокладка водоводов, увеличение емкости воробьевского резервуара с расширением городской водопроводной сети продолжалось и в последующие годы. И уже к 1918 году москворецкий водопровод мог подавать в город 172 200 куб. м (14 миллионов ведер) в сутки.