玉淵潭的來歷一說是有泉水自地湧出，四季不竭；一說是地勢低窪，西山一帶山水匯集於此而成。早在800多年前的金中都時期，就已是士大夫們追求隱逸雅趣的風景游覽勝地。
清乾隆38年（1773年），香山引河治水工程將池疏浚成湖，合引河水經三裡河到護城河，彼時“柳堤環抱，景氣蕭爽，沙禽水鳥多翔集其間”。
解放後，為配合永定河引玉淵潭西湖水工程，南側開挖了約10公頃的八一湖，新舊湖間東西兩端相聯，既可引水，又能蓄水。從玉淵潭裡可以看到南側的軍事博物館。
1960年密雲水庫修建後，由昆明湖到玉淵潭的引水渠與永定河引水渠在公園西側的羅道莊相匯，同經玉淵潭流入護城河。
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