上水道の水源は、河川の表流水と地下水（湧水も含む）に大別されるが、河川の表流水が全体の71.5％を占めている。

　市営水道は、1915年（大正4）4月に給水を開始した。当時の給水人口は13,100人、1日平均配水量は2,454m³で一人当たり187L／日であった。現在、市営水道には17水源・11ヵ所の浄水場と多くの給水池が設置され、長野市上水道の平均配水量は県営水道も含めて、1日約130,000m³に達しており、各家庭に一人当たり約395L／日の水道水が供給されている。なお、市営水道によって供給される給水量は、全体の約8割を占めている。

　篠ノ井・川中島・更北地区は、県営水道により給水されている。その水源は上田農水頭首工から取水した千曲川表流水であり、諏訪形浄水場から送水されている。もう一つは、川中島町四ッ屋・篠ノ井小松原の井戸から汲(く)み上げた地下水であり、川中島四ッ屋浄水場から給水されている。

　大日水源は5月1日～8月31日の123日間、灌漑(かんがい)期のため取水を停止しており、野尻湖水穴湾より取水している湖水の送水も、6月1日～9月10日の102日間停止している。このあいだ、他の浄水場からの送水によって調整がはかられている。