La décision de faire construire une usine des eaux est entérinée par le conseil municipal de la ville de Cherbourg le 7 septembre 1866. Bâtie en bordure de la Divette, sur les coteaux de la butte Fauconnière, en amont de Cherbourg, l'ouvrage est destiné à doter la ville d'un réseau de captation et de distribution d'eau indépendant, depuis que les autorités du port militaire eurent décidé, le 15 avril 1866, d'interrompre l'approvisionnement à leur frais des fontaines et bouches d'égout de la cité. Déposé en 1865, le projet de l'ingénieur des ponts et chaussées Müller prévoit alors la construction de deux réservoirs d'une capacité de 2000 mètres cube, situés à une hauteur de 24 mètres au-dessus des quais du port de commerce, alimentés grâce à une machine hydraulique. L'aménagement d'un nouveau système de distribution d'eau composé de 55 bouches d'arrosage et de 22 bornes-fontaines est également envisagé. La première pierre de l'ouvrage est posée le 26 avril 1870. Elle donne lieu à une cérémonie commémorative au cours de laquelle une boîte en plomb contenant des médailles à l'effigie de Napoléon III ainsi qu'un procès-verbal sont placés dans l'angle nord-ouest du bâtiment des pompes. La tour et les deux réservoirs, dont la capacité est portée à 3000 m3 pour une consommation quotidienne par personne oscillant entre 75 et 100 litres, suite à une modification apportée en 1868 au cahier des charges, sont élevés en 1872. Le bâtiment est mis en fonction en 1873. En 1886, la machine hydraulique est remplacée par une machine à vapeur. En 2006, l'usine est désaffectée et remplacée par un nouvel établissement de traitement des eaux situé dans la vallée de Quimcampoix.