Trạm bơm Yên Sở nằm trong dự án tiêu thoát nước của TP được khởi công xây dựng từ năm 1998. Dự án chia làm 2 giai đoạn. Giai đoạn một được hoàn thành vào năm 2005, giải quyết tình trạng úng ngập với lượng mưa 172mm/2 ngày. Trong đó cụm công trình đầu mối Yên Sở bao gồm trạm bơm và cống qua đê 45m3/s, kênh dẫn vào trạm bơm từ hồ và sông, kênh xả ra sông Hồng 90m3/s.

Tuy nhiên, tình trạng úng ngập trong nội thành vẫn thường xuyên xảy ra mỗi khi có mưa, điển hình là trận mưa lụt lịch sử vào tháng 10/2008. Do vậy, đến ngày 13/11/2008, UBND TP và Sở Xây dựng đã phát lệnh khởi công trạm bơm Yên Sở giai đoạn II nâng công suất trạm bơm Yên Sở từ 45m3/s lên 90m3/s trước.

Tổng mức đầu tư trạm bơm Yên Sở giai đoạn II là 204 tỷ đồng và 1.003 triệu yên Nhật. Tram bơm bao gồm 9 máy bơm, có công xuất từng máy là 5m3/s (tương đương 0,884 triệu m3/ngày đêm).

Các hạng mục chính xây dựng dự án II gồm: nâng công suất trạm bơm Yên Sở từ 45 m3/s lên 90m3/s; cải tạo 12 hồ chứa, cải tạo và cống hóa khoảng 31km kênh, mương; xây dựng trạm xử lý nước thải hồ Bẩy Mẫu với công xuât 13.300m3/ngày; xây dựng 28,5km đường, hạ tằng dọc sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét; Xây dựng 9 cầu, cống qua sông.

Mục tiêu của dự án là chống úng ngập cho khu vực nội thành Hà Nội do mưa với chu kỳ bảo vệ 10 năm đối với sông và mương thoát nước ứng mới trận mưa có cường độ 310 mm/2 ngày, chu kỳ 5 năm đối với hệ thống cống ứng với lượng mưa 70 mm/giờ.