Daerah irigasi ini dibangun secara bertahap sejak masa pendudukan Belanda di Indonesia. Saluran induk yang pertama kali dibangun adalah Selokan Van Der Wijck yang dibangun mulai tahun 1909 dan dapat diselesaikan pada tahun 1932. Pada masa pendudukan Jepang, dibangun Selokan Mataram (dulu disebut Kanal Yoshiro). Setelah Selokan Mataram selesai dibangun, maka air dari Sungai Progo dapat dialirkan ke Sungai Opak. Setelah Indonesia merdeka, pada tahun 1950, pemerintah membangun Bendung Karangtalun dan Saluran Induk Karangtalun. Pada tahun 1980, pemerintah memperbaiki daerah irigasi ini untuk meningkatkan keandalannya.