桃園台地北從桃園南崁溪，南至新竹鳳山溪，東從低山丘陵，西至臺灣海峽，面積約6萬5千公頃，台地內過去依賴8千多個埤塘蓄水以供灌溉，但因埤塘歸屬不一，也無水路通達，僅能依靠雨水貯留灌溉，故效用有限，民間甚至有「三年二大旱」之諺。
日治時期，日本總督府乃補助774萬圓，與當地農民合作，農民出資463萬圓，從大嵙崁溪（即今之大漢溪）之石門，開鑿進水井取水，建設桃園大圳。依據水利會當地看板資料，桃園大圳經由 8段馬蹄形、長15.079公里的隧道導水，透過長25.376公里輸水幹線、18條長25.376公里的支分線，總長846.486公里的給水路，共灌溉2萬2千多公頃的農地。
本項工程於1916年開工，主要工程於1924年完工，5月26日通水，從此，桃園大圳成為桃園台地農業生產的大動脈。
桃園大圳的特點是保留、改善241個蓄水埤塘，1919年桃園大圳水利組合成立，開始蓄水塘及給水路工程，1928年全部竣工，桃園台地廣大貧瘠的農地因此成為雙期作水田。
石門水庫完成後，桃園大圳取水口遷移至水庫後池左岸。大圳幹流起點在桃園八德介壽路附近，已整理成為一個有水車、垂柳的公園【如照片0044】。桃園大圳於每年11月起至翌年的1月停水，以進行圳道及沿線圳路的歲修，自1996年起，桃園農田水利會利用停水期間舉行大圳健行，有興趣者可去偷得半日閒。
【補充說明】水利組合：明清時期，臺灣的農田水利事業，屬於民間私產，並無統一管理的政府機關。日治時期，於1901年7月4日由臺灣總督府頒布「公共埤圳規則」，將私設水利設施影響公共利害者，指定為公共埤圳，賦予法人資格，由政府監督改善其營運管理；及至1908年6月，再頒布「官設埤圳規則」，水利工程改由官方投資興建或改善，以謀農業之發展。1921年12月28日頒布「台灣水利組合令」、1922年5月再頒「台灣水利組合令施行規則」，將所有公共埤圳與官設埤圳合併改編為水利組合，光復以後，水利組合由政府輔導成「農田水利會」，為現在各農田水利會之前身。