Il bacino era conosciuto già in epoca romana, come si rileva dalla [[Tabula Peutingeriana]], come lago delle [[Fosse Papiriane]]. Dal tardo medioevo il lago divenne zona di confine tra la [[repubblica di Lucca]] e la [[Repubblica di Pisa]] prima, poi con il [[Granducato di Toscana]]. Tale situazione politica rallentò possibili opere di bonifica unitarie; nel corso dei secoli XVII e XVIII la sponda meridionale fu oggetto di limitate bonifiche toscane. Nella prima metà del XIX secolo l'architetto [[Lorenzo Nottolini]] ideò un progetto per la bonifica del lago per conto della [[Repubblica di Lucca]]. Tale ipotesi, che non ebbe seguito, prevedeva di scavare un letto artificiale per il Serchio, che sarebbe andato a sboccare in mare più a Nord drenando le acque delle paludi e del lago e coinvolgendo parzialmente anche la bonifica del [[Lago di Bientina]], con il potenziamento del [[Canale Ozzeri-Rogio]] nel Serchio. Sempre durante il [[Ducato di Lucca]] (nel regno di Carlo Lodovico) le acque delle aree palustri poste a Nord del lago vennero utilizzate per dar luogo a risaie abbastanza estese. Alla fine del XIX secolo il musicista lucchese [[Giacomo Puccini]] acquistò una casa a Torre, sulla riva occidentale del bacino. La struttura venne trasformata in un elegante villino che divenne luogo di residenza preferito del maestro. Oggi Puccini è sepolto nella cappellina della casa e la località, in suo onore venne ribattezzata [[Torre del Lago Puccini]], frazione di [[Viareggio]]. Il lago fu inoltre uno dei soggetti più spesso ritratti da alcuni esponenti della pittura macchiaiola e post-macchiaiola, come [[Vincenzo Cabianca|Cabianca]], [[Ferruccio Pagni|Pagni]], e soprattutto i fratelli [[Angiolo Tommasi|Tommasi]]. Nonostante questi aspetti culturali, la zona è stata storicamente interessata da pesanti manomissioni ambientali dovute a forme improprie di sfruttamento, a cominciare da quello della Torbiere d'Italia SpA, che produsse ai primi del secolo scorso tre enormi cicatrici nel manto palustre a nord dello specchio acqueo (il Fosso Morto, Punta Grande e il Centralino), per proseguire più recentemente con il business dell'estrazione delle [[Sabbia|sabbie silicee]].
