ในปลายรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวหรือพระบาทสมเด็จพระปิยะมหาราช ทรงมีพระราชดำริให้ก่อสร้างโครงการชลประทานป่าสักใต้ แต่ได้เริ่มดำเนินการในต้นรัชสมัยสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว และในปีพุทธศักราช 2467 จึงมี "เขื่อนพระราม 6" เกิดขึ้นในแม่น้ำป่าสัก ท้องที่ ตำบลท่าหลวง อำเภอท่าเรือ จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ซึ่งเป็นเขื่อนทดน้ำแห่งแรกของประเทศไทย

          ในปีพุทธศักราช 2495 รัฐบาลให้ดำเนินการก่อสร้างโครงการชลประทาน "เจ้าพระยาใหญ่" โดยมีเขื่อนเจ้าพระยากั้นแม่น้ำเจ้าพระยาที่จังหวัดชัยนาท ซึ่งก่อสร้างเสร็จในปีพุทธศักราช 2500 แล้วขุดคลองชัยนาท-ป่าสัก เริ่มจากเหนือเขื่อนเจ้าพระยาที่ อำเภอมโนรมย์ จังหวัดชัยนาท และปลายคลองเชื่อมกับแม่น้ำป่าสักบริเวณเหนือเขื่อนพระรามหกและขุดคลองชัยนาท-อยุธยา มีปากคลองเริ่มจากบริเวณเหนือเขื่อนเจ้าพระยาเช่นกัน ส่วนปลายคลองสิ้นสุดที่ อำเภอพระนครศรีอยุธยา จังหวัดพระนครศรีอยุธยา โดยโครงการดังกล่าวแล้วเสร็จสมบูรณ์ในปีพุทธศักราช 2507

          ครั้นในปีพุทธศักราช 2517 สำนักงานชลประทานที่ 8 ได้รับความเห็นชอบจากกรมชลประทาน ให้ทำการก่อสร้างที่ทำการขึ้นที่ ตำบลเขาพระงาม อำเภอเมือง จังหวัดลพบุรี แล้วเปลี่ยนเป็น "สำนักชลประทานที่ 8" ในปีพุทธศักราช 2543

          ต่อมาปีพุทธศักราช 2545 กรมชลประทาน กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ได้มีการแบ่งส่วนราชการออกเป็น 25 สำนัก กับอีก 6 กอง ซึ่งมีจุดมุ่งหมายที่จะกำหนดกรอบอำนาจหน้าที่ของแต่ละกระทรวงให้มีเป้าหมายที่ชัดเจน และลดความซ้ำซ้อนในการปฏิบัติงานโดยการจัดให้ส่วนราชการที่ปฏิบัติงานสัมพันธ์กัน รวมกันไว้เป็นกลุ่มงานเดียวกันอันเป็นพื้นฐานสำคัญในการปรับระบบการทำงานในรูปกลุ่มภารกิจ เพื่อให้สามารถกำหนดเป้าหมายและทิศทางการปฏิบัติงานของส่วนราชการที่มีความเกี่ยวข้องให้สามารถทำงานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผล ทำให้มีการเปลี่ยนชื่อจากสำนักชลประทานที่ 8 เป็น "สำนักชลประทานที่ 10"

          และเมื่อวันที่ 30 ธันวาคม 2557 กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ได้ออกกฏกระทรวงแบ่งส่วนราชการกรมชลประทาน กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ พ.ศ. 2557 ปรับปรุงการแบ่งส่วนราชการและอำนาจหน้าที่ของกรมชลประทาน เพื่อให้สอดคล้องกับภารกิจที่เพิ่มขึ้นและเหมาะสมกับสภาพของงานที่เปลี่ยนแปลงไป อันจะทำให้การปฏิบัติภารกิจตามอำนาจหน้าที่ที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลยิ่งขึ้น ส่งผลให้มีการเปลี่ยนชื่อจากสำนักชลประทานที่ 10 เป็น "สำนักงานชลประทานที่ 10" ตั้งแต่วันที่ 30 ธันวาคม 2557 มีอำนาจหน้าที่ในพื้นที่ที่รับผิดชอบดังต่อไปนี้
          (1) ดำเนินการบริหารจัดการน้ำเพื่อการเกษตรกรรม การสาธารณูปโภค การอุตสาหกรรม การคมนาคมทางน้ำ การพลังงาน และการรักษาระบบนิเวศน์
          (2) ควบคุมและดำเนินการโครงการพัฒนาแหล่งน้ำขนาดเล็ก โครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ และโครงการอื่นตามพื้นที่ลุ่มน้ำที่กรมมอบหมาย
          (3) วางแผน ควบคุม และประเมินผลการบริหารจัดการน้ำ
          (4) ดูแล บำรุงรักษา ซ่อมแซม และปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวกับชลประทานและดำเนินการเกี่ยวกับความปลอดภัยของเขื่อนและอาคารประกอบ
          (5) ส่งเสริมการมีส่วนร่วมของเกษตรกร และพัฒนาเสริมสร้างองค์ผู้ใช้น้ำชลประทานให้มีความเข้มแข็ง
          (6) ดำเนินการเกี่ยวกับการป้องกันความเสียหายอันเนื่องจากน้ำ
          (7) ศึกษา จัดทำรายงานเบื้องต้น สำรวจและออกแบบโครงการชลประทานโครงการอันตามพื้นที่ลุ่มน้ำตามที่กรมมอบหมาย
          (8) ควบคุมการกำกับดูแลการให้ที่ราชพัสดุในส่วนที่กรมรับผิดชอบ ทางน้ำชลประทาน และการบริหารสินทรัพย์ของกรม
          (9) บูรณาการแผนงานและยุทธศาสตร์ร่วมกับจังหวัด และส่วนราชการที่เกี่ยวข้อง
          (10) ให้คำปรึกษาในการบำรุงรักษาอาคารชลประทานและภารกิจที่ถ่ายโอน
          (11) ปฏิบัติร่วมกับหรือสนับสนุนการปฏิบัติงานของหน่วยงานอันที่เกี่ยวข้องหรือที่ได้รับมอบหมาย