大宁水库是南水北调中线进京的调蓄水库，为恢复永定河及沿线生态系统，建设滨河生态休闲带创造条件。初建于1985年，为配套南水北调于2009年至2014年进行改造。

大宁水库位于北京市房山区大宁村北，京港澳高速公路杜家坎至赵辛店路段东侧，行车过程中即可看见水库水面。

大宁水库1985年初步建成，最初定位是永定河的滞洪水库，与南部的稻田水库及马厂水库组成永定河滞洪水库。当永定河洪水超量，将分流至大宁水库并向南经小清河河道流至河北省涿州市码头镇汇入北拒马河。

为南水北调配套的大宁调蓄水库工程，兼具防洪与蓄水双重功能。大宁水库原为永定河滞洪水库，水库库容3750万立方米，经报请水利部同意，调整规划为南水北调北京境内调蓄水库。该项目总投资9.48亿元，主要解决库区及周边防渗问题，同时修建泵站及上下游洪水导流等配套工程。

通过防渗改造，大宁水库可平衡南水北调来水流量与本市用水量之间的差值，并解决南水北调主体工程检修和断水期间的城市供水安全。大宁水库蓄水可保障北京城区安全供水15-20天，保障城市南部地区安全供水1个月。更重要的是，大宁水库常年蓄水，将大幅改善西部地区环境状况，为恢复永定河及沿线生态系统，建设滨河生态休闲带创造条件。

1985年，大宁水库初步建成。

2014年底，大宁调蓄水库完工，总库容4611万立方米，最高蓄水位58.5米，调蓄库容为3753万立方米。

截至2024年6月，北京市利用南水北调配套密云水库调蓄工程反向输水，累计向密云水库、怀柔水库、大宁调蓄水库、十三陵水库等存蓄水量约8亿立方米。