千波湖 歴史
汲み上げた水を揚水場から新柳堤水門の上流部まで導水する水路が敷設された。水路は水戸城の旧堀を利用したり、新たにコンクリート製暗渠を造るなどして敷設された。暗渠部分の工事は1922年10月着工、1924年3月竣工。
桜川改修
水戸駅南口駅前通り橋から見た桜川（2014年撮影）。改修事業で造られた"大排水路"の現在の姿
桜川は千波湖への流入から切り離された。そして新たに造られた上沼北岸に沿って走る水路を流れさせた。そして、その水路は下沼があった部分に新たに造られた"大排水路"と呼ぶ水路に接続され、大排水路は馬場川（「下町外堀」、「桜川」とも呼ばれていた）と呼ばれていた水戸城の旧外堀に接続した。そして馬場川は那珂川に注いだ。この改修で桜川はその上流から、千波湖北岸に新造の用水路→大排水路→馬場川→那珂川との合流点に至るまでの全部を通して"桜川"と呼ばれるようになった。大排水路を造る工事は1922年10月着工、1926年8月竣工で、造られた大排水路の規模は上幅13間（約23.6メートル）、深10尺5寸（約3.2メートル）、長1600間（約2.9キロメートル）であった。
新柳堤水門設置
柳堤水門（2022年撮影）
大排水路上に新柳堤水門を設置する工事が1922年10月着工、1924年3月竣工で行われている。新柳堤水門は奥行き102寸（約3メートル）、高さ19尺5寸（約6メートル）で、水を堰き止めたのは幅13尺（約4メートル）高さ8尺（2.4メートル）の電動式の門扉5枚であった。
備前堀までの導水路設置
備前堀（2022年撮影）。千波湖改修事業で新造された部分。
新柳堤水門で堰き止めた水を備前堀まで導水する水路が造られた。水路はかつて下沼の東側湖岸外周にそって敷設され備前堀と接続した。
逆川河道改修
逆川は千波湖へ直接流入していた河道を、新たに造られた"大排水路"と呼ぶ水路（＝桜川）に合流するように改修された。
上沼浚渫
千波湖として残ることになる上沼部分の面積41町歩（約0.4平方キロメートル）の浚渫工事が1924年3月着工、1926年9月竣工で行われた。
開田
埋立てた下沼を水田とする開田工事が1923年10月着工、1929年3月竣工で行われている。この工事で68町5反歩の碁盤目状の水田が開田された。開田地内には14箇所の小橋を設ける工事も1926年11月着工、同年12月竣工で行われている。
上沼整備
残った上沼には次のような整備がされ、現在の千波湖とほぼ同じ様相となった。
外周の護岸と遊歩道整備　外周1600間（約3キロメートル）は平均高さ7尺（約2.1メートル）に築堤され、堤上は幅5間（約9メートル）の遊歩道として整備された。
千波水門設置　上沼北西岸には桜川との水の流入出を行う水門が造られた。工事は1925年1月着工、同年7月竣工。1927年2月、千波湖改修工事の為涸れていた上沼に、この水門から桜川の水を引き込み湖沼として蘇らせている。この水門は設置当時は"千波水門"又は"堤塘水門"と呼ばれており、現在も同じ位置に残っている。
→詳細は「§ 水門（西）」を参照
なお、千波湖改修工事が始まる前には、上沼外周幅を15間（約27メートル）にして競馬場又は自動車の走れる道にしようとする案や、上沼内に人工島を造りそこに渡る橋を架けようとする案も一部の者（水戸市議員等）から上がっていたが立ち消えとなった。
千波湖改修事業により開始された那珂川から汲み上げた水による灌漑は水利組合の懸案事項であった用水不足を解消させた。水利組合にとって千波湖は用水源としての価値は減じたものの、その慣行水利権は所持し続けた。
左が千波湖水利改修記念碑
桜川の柳堤橋下流直ぐの左川岸には水利組合が建てた千波水利改修記念碑がある。碑には水利組合の由来、千波湖改修に至った経緯を記した1932年11月付け撰文が刻まれている。
内堀と呼ばれた新道の北側の水域も、明治維新以後、埋立て計画が出ては消えを繰り返していた。その経緯は以下のとおり。
着手されていなかった内堀埋立工事であるが、千波湖改修事業が既に始まっている1926年8月9日の水戸市会でようやく埋立て工事が議決された。その内容は埋立て工事を東部分と西部分の2箇所に分け、その工事費用は埋立地の払下げ代金を充てる、というものであった。同年8月17日に執行された内堀埋立地の予約払下げ入札の結果、那珂郡長倉村の実業家で政治家の淀川藤八郎が落札した。同年、東内堀埋立工事の契約成立。1928年に西内堀埋立事業費の予算議決。大槻は1929年度には内堀埋立工事は完成したと見ている。
用水源としての価値が薄れてからは、遊歩道として整備された湖外周の散策や湖面でのボート遊びを楽しむなど、千波湖は市民の憩い、レジャーの場としての性格が強くなっていった。中でも貸ボート屋は乱立し、問題となる程であった。1930年には貸ボート組合も設立されている。
1935年（昭和10年）には千波沼漁業組合（1909年設置）によるコイの養殖が始まった。が、組合から養殖を委託された養鯉業者の行動や、養殖に伴う悪臭が市民の反感を招き、結果、千波湖に有料釣場が設置されることになった。
太平洋戦争後の一時期には、食料難解決のため、千波湖の水が抜かれ水田となったこともあった。
戦後復興が進む中、千波湖岸周縁を都市公園として整備する動きが1950年代から始まる。この結果、湖外周はジョギングコースとして整備され市民ランナー等が集う場に、湖南岸は芝地公園として整備され、市民の憩いの場、及び1993年開催の「第10回全国都市緑化フェア - グリーンフェア'93いばらき」を契機に各種イベントの会場として活用されるようになる。
1973年には「千波湖周辺地域大規模公園構想」という、千波湖及び千波公園を中心に周辺の偕楽園等の公園・緑地を一体の大規模公園としての整備を目指す構想が出され、以後これに沿った公園整備が水戸市内でなされる。1999年にはこれらの公園群を「偕楽園公園」として総称して、これはニューヨークのセントラルパークに次ぐ世界第2位の面積を持つ都市公園である、との広報が出されている。
1960年代から始まった水戸市下市地区の再開発事業により、千波湖改修事業で生まれた水田地区が市街地化されるなど千波湖周辺の都市化が進んだ。水戸市ではこの下市以外の地区でも都市化が進み、特に旧市街周辺地区や農村地区に住宅が多く建てられるようになった。が、下水道の整備等、生活排水の処理が不十分であったため、汚染した水が市内の河川・湖沼に流れ込み市の水環境を悪化させた。特に千波湖は天然河川の直接流入が無い、ほぼ閉鎖された水空間であったため、汚染物質の蓄積が進み1970年代になると水質悪化が目立ってきた。よって行政は1973年10月に千波湖浄化対策調査班を発足させて以後、様々な千波湖の水質浄化対策を実施している。中でも那珂川からの導水は実施された1988年後、COD値が大幅に減少する効果が出ている。それでも、千波湖の浄化は未だ充分なものでは無い。千波湖の水質目標としてCOD（化学的酸素要求量）が1リットルあたり8ミリグラム以下、T-p（総リン）が1リットルあたり0.1ミリグラム以下にすることが挙げられているが2017年度時点で達成出来ていない。
1988年4月8日付建設省告示第1125号で河川法上、千波湖は桜川の一部であることが明確にされた。
2011年、東日本大震災が起きる。以後、水戸市の観光客は落ち込んだままとなる。そこで偕楽園の観梅に依存してきた水戸の観光業の見直しが検討され、千波湖を含む偕楽園・歴史館エリアの観光地としての魅力向上事業が2019年から実施されている。
千波湖に関する主な出来事の年表。