1977 m. rugsėjo 1 dieną buvo įsteigta Vilniaus specializuota vaikų/jaunių karinio taikomojo plaukimo sporto mokykla. 1991 m. rugsėjo 1 d. ji pervadinta į Vilniaus vandens sporto mokyklą. Vilniaus miesto sporto mokyklos plaukimo ir vandensvydžio sporto šakų treneriai-sporto mokytojai nuo 2001 m. prisijungė prie Vilniaus vandens sporto mokyklos. 2014 m. balandžio 2 d. Vilniaus miesto savivaldybės tarybos sprendimu Nr. 1-1762, nuo 2014 m. rugsėjo 1 d. Vilniaus vandens sporto mokykla tapo Vilniaus miesto sporto centro Vandens sporto šakų skyrium.
Nuo mokyklos įsteigimo iki 1996 m. rugpjūčio 31 d. buvo kultivuojama tik viena sporto šaka – povandeninis sportas (greičio pratimai ir povandeninė orientacija). Nuo 1996 m. rugsėjo 1 d. mokykla pradėjo kultivuoti plaukimo sporto šaką. Nuo 2001 m. rugpjūčio 1 d. mokykloje vyksta plaukimo, plaukimo su pelekais ir vandensvydžio sporto šakų treniruotės. 2010 m. spalio 18 d. pradėtos organizuoti neįgaliųjų sportininkų plaukimo treniruotės, o 2013 m. spalio 1 d. pradėtas kultivuoti šuolių į vandenį sportas.
Vandens sporto šakų treniruotes šiuo metu lanko apie 800 sportininkų. Bene garsiausias plaukikas – 2014 m. jaunimo olimpinių žaidynių 200 m kompleksinio plaukimo rungties vicečempionas Povilas Strazdas.
Vilniaus miesto sporto centro Vandens sporto šakų skyriuje dirba 21 kvalifikuotas vandens sporto treneris.