จากปัญหาน้ำท่วมซ้ำซากเป็นประจำทุกปีในพื้นที่ จ.พิษณุโลก และจังหวัดใกล้เคียง โดยเฉพาะบริเวณทุ่งสาน อ.พรหมพิราม จ.พิษณุโลก จะถูกน้ำท่วมพื้นที่การเกษตรกว่า 95,000 ไร่ ส่งผลให้ในปี พ.ศ. 2518 พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ทรงได้รับสั่งว่าการก่อสร้างเขื่อนทดน้ำแม่น้ำน่านที่ไหลจากเขื่อนสิริกิติ์เพื่อแก้ไขปัญหาน้ำท่วมในพื้นที่ทุ่งสาน และพื้นที่โดยรอบ พร้อมสามารถกักเก็บไว้ในฤดูแล้ง และเป็นแหล่งน้ำทางชลประทานทางการเกษตรอีกด้วย จึงได้พระราชดำริให้มีการก่อสร้างโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาเขื่อนนเรศวร หรือ เขื่อนนเรศวร ขึ้นที่บ้านหาดใหญ่ หมู่ 7 ต.พรหมพิราม อ.พรหมพิราม จ.พิษณุโลก

          หลังจากพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ได้ทรงมีพระราชดำริให้ก่อสร้างเขื่อนนเรศวร ขึ้นในปี พ.ศ. 2518 แล้ว จากนั้นได้มีการก่อสร้างแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2525 ต่อมาพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร เสด็จฯพร้อมด้วยสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี พระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าโสมสวลี กรมหมื่นสุทธนารีนาถ มาเป็นประธานทรงเปิดป้ายเขื่อนนเรศวรอย่างเป็นทางการในวันที่ 25 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2525