Aboutissement des études consécutives aux inondations de 1910, le premier barrage de Chatou fut construit en 1927 et inauguré en 1932 en remplacement  du vieux barrage de Bezons construit sous Louis-Philippe. Sa mission était notamment de maintenir le niveau d’eau constant jusqu’au barrage de Suresnes pour la navigation fluviale.

80 ans plus tard, le vieillissement du béton, l’érosion des fonds et l’usure des pièces mécaniques conduisirent Voies navigables de France (VNF) à  le remplacer.

Dessiné par l’architecte Luc Weizmann, le nouveau barrage fut mis en service en 2014. Cofinancé par l’État, VNF, le Conseil régional d’Île-de-France, l’agence de l’eau Seine-Normandie et l’Union européenne, il a été équipé d’un système de vannes clapets, permettant un ouvrage plus discret, plus esthétique et mieux intégré dans l’environnement, et d’une passe à poissons afin de participer au rétablissement de la continuité écologique.