1956年5月31日，毛主席在武昌横渡长江，其时满怀激情地写下了《水调歌头·游泳》“才饮长沙水，又食武昌鱼，万里长江横渡，极目楚天舒，不管风吹浪打，胜似闲庭信步。……。”这其中的"长沙水"，毛主席有注：“长沙水：民谣：常德德山山有德，长沙沙水水无沙。所谓长沙水，地在长沙城东，有一个有名的‘白沙井’。
如是，一时间这个长沙水一白沙井自然就世界闻名了。
说起这毛主席与白沙井的渊源，那还是1911年10月武昌起义时。在长沙求学的毛主席当即参加了革命军。练兵时士兵是要每天去白沙井挑水回来煮饭烧茶的。故此，他就开始与白沙井结了缘。后来，他就读于湖南第一师范，学校离白沙井不远。且一师的两位老师易培基、易白沙，其家就在白沙井旁。这两位老师是兄弟俩，且学识渊博、藏书丰富。其时毛主席有段时期曾常去两位老师家。1919年12月3日，就是在白沙井易老师家中，他策划推动了驱逐反动军阀张敬尧的斗争。
白沙古井始凿于何时，已无法考证。明以前的长沙地方史志俱已散佚，所剩明崇祯十二年(公元1639年)刊印的《长沙府志》即载：“白沙井，县(指善化县)东南二里，井仅尺许，清香甘美，通城官员汲之不绝，长沙第一泉”
清代学者张九思写下的《白沙泉记》，则将白沙井的美好和神奇，推向极致。张九思说：白沙井水，不但能喝，还能治病：“清香甘美，夏凉而冬温。煮为茗，芳洁不变；为酒，不酢不滓，浆者不腐；为药剂，不变其气味……三伏日饮者，霍乱、呕吐、泄泻，病良已。”清代另一学者旷敏本，在《白沙井记》中则将白沙井与山东济南的趵突泉、江苏无锡的陆子泉、贵州贵阳的漏趵泉并称为中国四大名泉。乾隆八年（1743年），白沙井载入史志《大清一统志》，成为天下名泉。
明清以来，长沙人民世世代代饮用此水，城西城北一带的居民常挑桶而来，“竟日幕而不一息。”更有不少穷苦人家汲水于此，担卖全城，赖以为生。清末以后，白沙井一带生齿日繁，遂形成白沙街。如是，官绅恶霸就开始想方设法妄图垄断白沙井水。清光绪年间，善化知县曾在井后立碑，“出示晓喻”，将白沙井划为官井、并订立用水章程。民国初年，又有军阀在井旁立一“告示”碑，刻有“照得白沙井水，四井界限分明，卖水吃水各井，官井专供官军”等语。旧时，当地还有“挑水会”，凡挑卖沙水者须先交银元数元入会，取得条据，方可取水。解放以后，白沙井回到人民手中，人们才真正自由地畅饮白沙水。1950年，市人民政府为保护古井，特拨款维修古井，建立石栏，铺砌地面，使白沙古井成为长沙解放后最早得到修复的古址。
2000年以后，天心区加大了对白沙井的保护力度，科学地对白沙井周边的大小环境进行有机更新。保持了白沙井的古风古貌以及自古以来的民间打水和饮用作用；保留了长沙人对白沙井的美好记忆和因这种记忆产生的文化与情感认同。2003年深秋，原国务院总理朱镕基回长沙休息，提出想看看白沙井。在白沙井旁，面对着清澈秀美的白沙井水，他忍不住舀了小半瓢水，然后轻轻抿了抿，动情地说：“我喝了十年的白沙井水啊！