1908年（清光绪三十四年）前后，京城接连发生火灾，损失惨重，慈禧太后大为光火。当年三月十八日，清农工商部的溥颋、熙彦、杨士琦上折，奏请建自来水。不到十天，慈禧太后允诺此事，成立了“京师自来水股份有限公司”，周学熙成为公司首任总理。
因为火灾，自来水通进了北京城。周学熙招商集股，先从天津官银号拨出股本银50万两，作为兴办自来水公司的专款，并每年从该银号拨银15万两作保息，以保障公司信誉，剩余的资金以投资入股的方式在民间筹集。
要建厂，必须找到合适的水源。周学熙多次亲自勘察，测定位于今朝阳区的孙河水味道甜美，源流不竭，且两岸多为麦田，是理想的京师自来水水源。周学熙决定在孙河与东直门修建两座水厂，设备器材由德国进口。
1908年底，光绪、慈禧相继离世，施工管线和出殡路线撞了车，工程给“国丧”让道，挖好的线沟被重新掩埋，待出殡结束后，再挖开继续施工，工程修了近两年。1910年3月，姗姗来迟的自来水初入京城。史料记载，北京早期的供水方式共有三种：一是在街巷之中安装自来水公用水站，用户亲自前往，凭票购水。二是由公司雇用水夫，给离公用水站较远的百姓家送水。三是大户人家修建管线，把自来水直接引入家中，不过这些管线材料花费往往超过百元，价值不菲，普通人根本负担不起。
拧开龙头就有水，自来水成了街谈巷议的话题，看热闹的多，捧场的少，全市480个水龙头每天的生意少得可怜。京师自来水股份有限公司在《爱国报》、《白话报》等多家京城大报上刊登广告，还不时地搞些促销。经过一段时间的“科普”，买水的人渐渐多了。
清朝覆亡后，由于政局不稳，1910年后的39年间，北京自来水业并未快速发展。至1949年新中国成立前，北京没有新增设的水厂，城区供水普及率只有30%，日供水能力仅5万立方米。用上自来水，对于多数京城百姓来说，还是一件可望不可及的“奢侈事儿”。
