הרעיון להוביל מים מצפון ארץ ישראל לדרומה נראה לנו כיום כפתרון פשוט וקל, אך נדרש זמן עד שגובש בצורתו הסופית. שפע המים בצפון גרם לאישים, כמו אהרן אהרנסון ופנחס רוטנברג, לחשוב על האפשרות לניצול יתרות המים בנחלי הצפון להשקיה ולשתייה באזורים דרומיים להם. הראשון, שניסח תכנית מסודרת להעברת מים מהצפון לנגב, היה מהנדס המים שמחה בלאס. בשנת 1939 פנה ארתור רופין, מנהל מחלקת ההתיישבות של הסוכנות היהודית, לבלאס וביקש ממנו לתכנן "פנטסיה", תכנית להשקיית שטח נרחב בנגב. הקמת יישובים יהודים ושליטה על שטחים נרחבים בארץ ישראל הייתה תלויה ביכולת להוביל קווי מים לחקלאות ולשתייה גם למרחבים השוממים של הנגב. בלאס החל לתכנן איך להעביר מים מהצפון לדרום. תכניתו להשקיית הנגב התבססה על שלושה שלבים: תחילה מצפון-הנגב לנגב, לאחר מכן מהירקון לנגב ולבסוף מהירדן לנגב. הוא הצליח לשכנע את הנהלת הסוכנות, ובעיקר את דוד בן-גוריון, בהיתכנות הרעיון.
המהנדס שמחה בלאס (מתוך "אנציקלופדיה לחלוצי הישוב ובוניו", דוד תדהר)
כמה שנים לאחר מכן נדרשו לסוגיית משק המים בישראל מומחים עולמיים, כמו קליי לאודרמילק וג'יימס הייס. הנהלת הסוכנות אף הזמינה מהייס תוכנית מפורטת להקמת מוביל ארצי, ובסופו של דבר הועדפה תכניתו על זו של בלאס. עם זאת, בזמן הדיונים באו"ם על גבולות החלוקה של ארץ ישראל השתתף בלאס כיועץ של המשלחת הציונית, והשפיע על עיצוב הגבולות של מדינת ישראל העתידית בהתאם לצרכי ההשקאה שלה. גם קו אספקת המים מהירקון לנגב, שהוקם בשנת 1947, התבסס על תכנונו של בלאס וחובר בהמשך למוביל הארצי.
לאחר הקמת המדינה הוחלט להתחיל ביישום הפרויקט השאפתני, ולאחר כמה שנים של תכנון על ידי חברת המים לישראל (תה"ל) החלה בניית "המוביל הארצי" בשנת 1956 בהובלת חברת "מקורות". היה זה אחד ממפעלי הבנייה הגדולים של מדינת ישראל: עלות הפרויקט הייתה כ-420 מיליון ל"י (כ-4 מיליארד ₪ כיום), הושקעו בו 2.5 מיליון ימי עבודה, העבודה בוצעה ע"י אלפי עובדים מדי יום, במהלכו נחפרו 7 מיליון ממ"ק אדמה, נחצבו 1.7 מיליון ממ"ק סלע, נוצקו כחצי מיליון מ"ק בטון, נעשה שימוש ב-75,000 טון פלדה, והונחו 15,000 צינורות בטון ופלדה.
תוואי הובלת המים ב"מוביל הארצי", שאורכו כ-130 ק"מ, החל באתר "ספיר". אומנם לפי תוכניתו המקורית של בלאס תוכנן להעביר מים מנהר הירדן, אך מסיבות ביטחוניות הוחלט להתחיל את השאיבה בכנרת. משם הובלו המים במשאבות לאתר הסינון "אשכול" בבקעת בית נטופה ומשם בצינורות ענק, חלקם חבויים בתוך מנהרות, לאתר ויסות המים, שהוקם בסמוך למשאבות ראש העין. מראש העין הובלו המים במפעלי הובלה משניים לגוש דן ולדרום הארץ (קו ירקון-נגב).
העבודה על "המוביל הארצי" נעשתה בפרופיל נמוך מחשש להתנכלויות מצד הערבים. מדינות ערב התנגדו לפרויקט, ותכננו להטות את מקורות הנחלים הנשפכים לכנרת כדי לפגוע בו. על אף החשש מהסלמה הייתה מדינת ישראל נחושה להשלים את מפעל המים הארצי. הקמת המוביל נמשכה כתשע שנים עד יוני 1964, ולמרות חשיבותו הרבה הוא נחנך בחשאי, והעיתונות תודרכה לא לפרסם את דבר קיומו על מנת לא לעורר את כעסן של המדינות הערביות.
בין הצלמים, שתיעדו את המפעל הענק, היה גם הצלם חנן שדה [1990-1922], יליד גרמניה שעלה, לארץ ב-1938, ושימש שנים רבות כצלם תעשייה. הוא התפרסם כצלם תעשיית האופנה, צלם אוכל, וליווה גם מיזמי בנייה וחפירות ארכאולוגיות בכל רחבי הארץ. תמונה זו מתעדת פועלים, המקבעים צינורות משניים לקיר "מנהרת מנשה" - מנהרה תת-קרקעית להובלת מים מסוננים מאזור עין השופט דרומה. מרבית החציבה נעשתה באמצעות פיצוץ חומרי נפץ ובהמשך בכלי חציבה מכאניים. התצלומים שמורים באוסף הנגטיבים של הצלם בארכיון הציוני ומכיל למעלה מ-20,000 תצלומים.
תמונה נוספת של חנן שדה מפרויקט "המוביל הארצי": שלב הכנת קטעי הצינור הראשי לקראת ההרכבה והחיבור ביניהם. הקו הוביל מים ממנהרת מנשה עד לתחנת הוויסות ליד ראש העין – תחנת "נווה ירק" (NCHS\493924)