南湖水厂位于马王庙北侧,临南湖路,靠荆江大堤,占地面积约56219平方米。始建于1965年,分三期建成,一期于1965年投入生产,1982年扩建二期,1989年扩建三期,2017年拆除原有一期进行扩建,从始建日设计供水能力0.5万吨,历经数十次的改造及扩建,目前日设计供水能力已达15万吨。
总体工艺流程为:长江水源→取水泵船→加矾→折板絮凝池/网格絮凝池→平流沉淀池/斜管沉淀池→均质滤料快滤池→加氯→清水池→送水泵房→城市管网。