Selon la tradition, il pourrait avoir été initialement construit vers 600 av. J.-C. sous les ordres du roi de Rome, Tarquinius Priscus.

Le Cloaca Maxima a été construit à l’origine par les Étrusques comme un canal à ciel ouvert. Au fil du temps, les Romains ont recouvert le canal et l’ont agrandi en un système d’égouts pour la ville.Des travaux souterrains auraient été effectués sur les égouts par Tarquinius Superbus, septième et dernier roi de Rome.

D’après d’autres écrits et le chemin qu’il emprunte, il peut avoir commencé sa vie comme un drain ouvert, formé de ruisseaux provenant de trois des collines voisines, qui ont été canalisés par le Forum principal, puis vers le Tibre. Ce drain ouvert aurait ensuite été progressivement construit, à mesure que l’espace de construction dans la ville devenait plus précieux. Il est possible que les deux théories soient correctes, et certainement certaines des principales parties inférieures du système suggèrent qu’elles auraient été sous le niveau du sol même au moment de la construction supposée. Pline l’Ancien, écrivant à la fin du 1er siècle, décrit le Cloaca Maxima primitif comme « assez grand pour permettre le passage d’un chariot chargé de foin ».

Les onze aqueducs qui alimentaient Rome en eau au 1er siècle après JC ont finalement été canalisés dans les égouts après avoir alimenté les nombreux bains publics tels que les Bains de Dioclétien et les Bains de Trajan, les fontaines publiques, les palais impériaux et les maisons privées. L’approvisionnement continu en eau courante a permis d’éliminer les déchets et de garder les égouts à l’abri des obstructions. Les meilleures eaux étaient réservées à l’approvisionnement en eau potable, et les eaux de deuxième qualité seraient utilisées par les bains, dont les exutoires étaient reliés au réseau d’égouts sous les rues de la ville. Le système d’aqueduc a été étudié par le général Frontinus à la fin du 1er siècle après JC, qui a publié son rapport sur son état directement à l’empereur Nerva.