早在1987年，国家计委就确定了南水北调西线工程的基本思路，即在原来大范围、大工程规模、大调水量的总体布局框架下，缩小研究范围，提出从距离黄河较近的通天河、雅砻江、大渡河调水200亿立方米左右的方案进一步勘查。
工作中，根据隧洞开凿技术的发展和青藏高原寒冷缺氧、人烟稀少的特点，将输水线路从明渠为主转变为以隧洞为主，从着重研究抽水方式转变为着重研究自流方式。
1996年7月，南水北调西线工程开始进入规划设计阶段。
1997年至2001年的规划阶段，结合超前期的研究，工程方案研究范围确定北到海拔4500米左右的黄河源头，南到海拔3000米左右的四川省甘孜一带，按照“下移、自流、分期、集中、渐进”的思路，最后推荐位于海拔3500米左右的工程总体布局方案。
海拔3500米左右的地区，自然环境相对较好，有森林、农田，适于人类活动，对勘察、设计施工、运行管理都有利。
2001年5月，水利部组织专家审查规划报告时，同意工程分三期实施的方案。第一期调水40亿立方米，第二期调水的达到90亿立方米，第三期调水计划达到170亿立方米。
南水北调西线工程供水目标是，与西部大开发紧密结合，主要解决西北地区缺水问题，基本满足黄河上中游6省（区）和邻近地区2050年前的用水需求，同时促进黄河的治理开发，促进上中游的河道治理，并相机向黄河下游供水，缓解黄河下游断流等生态环境问题。
南水北调西线工程经过50年的历程，在党中央和全国人民的关心下，终于纳入国家基本建设程序，迎来了大干快上的大好局面。
