Les égouts se développent peu à peu.La grande épidémie de choléra de 1832 joue un rôle de déclencheur. Pour la première fois depuis la période romaine, la ville de Paris entreprend une grande opération d'assainissement. Les égouts sont encore fort peu nombreux au début du XIXe siècle : moins de 50 kilomètres (pour plus de 2 000 à la fin du XXe).Le peu d'égouts existant est mal connu de l'administration de l'époque, qui n'en possède pas les plans.L'inspecteur des travaux de la ville de Paris Pierre Emmanuel Bruneseau (1751-1819) entreprit d'ailleurs d'en établir la cartographie tout en tentant d'en réaliser le curage. Ami de Victor Hugo, il est cité dans Les Misérables.
Rive droite, le Grand Égout suit le lit du Ru de Ménilmontant qui reçoit plusieurs ruisseaux descendant des buttes de Belleville et de Ménilmontant. Il se jette dans la Seine à hauteur du Pont de l'Alma. D'autres égouts descendent également vers la Seine, drainant sa rive nord.Rive gauche, c'est la Bièvre qui joue le rôle d'égout collecteur principal. Déjà au Moyen Âge, les Parisiens utilisaient les pentes naturelles de la Montagne Sainte-Geneviève pour évacuer les excréments vers la Bièvre ou directement vers la Seine. Notons qu'à cette époque, l'eau de la Seine est puisée pour être consommée.
C'est Eugène Belgrand qui, sous l'impulsion du préfet Haussmann, en adéquation avec les théories hygiénistes, entreprend à partir de 1854 le vaste chantier d'assainissement dont est issu le réseau d'égouts actuel. Ils installent des collecteurs sous les artères nouvellement percées. Les immeubles sont progressivement contraints par la loi de 1894 à déverser leurs eaux pluviales et ménagères dans le réseau des égouts : c'est le tout-à-l'égout, ce qui signifie qu'aucune eau usée ne doit être rejetée directement dans la Seine.
Les égouts eux-mêmes ne se déversent plus dans Paris mais en aval, à Clichy. Pour y parvenir, les réseaux de la rive gauche se rejoignent au pont de l'Alma, où ils passent sous la Seine