中国水利水电科学研究院建立于1958年，由中国科学院水工研究室、水利部水利科学研究院、电力工业部水电科学研究院三个单位合并组建而成，原水利部水利科学研究院成立于1956年，主要人员来自原水利部南京水利实验处，水利部天津水工实验所也在那时并入水科院。天津水工实验所的前身为1933年成立的中国第一水工实验所，是中国最早的水利科研机构。岩土工程研究所为院属建制单位，1958年建立时原名土工研究所，1969年随院撤销，1979年恢复重建后改名为岩石土工研究所，1987年改为岩土工程研究所。
        1956年水利科学研究院土工研究所初创时期，由黄文熙担任第一任所长。1958年三单位合并后的土工研究所下设土工、岩基、渗流、灌浆、爆破、仪器等6个研究组，以后因有更多抗震任务而又成立土工抗震研究组。这时期的主要研究工作和成果有：
        土的基本性质研究，研究和提倡用有效应力原理研究土的性质和进行土体的稳定和变形分析；研究应力路径对土的力学性质的影响；以矿化成分和微观结构解释一些特殊土的“异常”性质，特别是南方红土和分散性黏土，并以结构性的概念给特殊土的性质以统一的解释。
        对碾压式土石坝的防渗体材料进行系统研究，认为过去所谓的“劣质材料”的特殊土、砾石土、风化土等，只要根据其本身的特性进行土料设计，都可以用作土石坝防渗体材料，拓宽了防渗体材料的使用范围。
        对砂土液化的研究工作取得新的进展。1959年在黄文熙的倡导下，由汪闻韶先生支持，研制出世界上第一台动力三轴仪(见左图)，用以研究实际应力状态下土体的孔隙水压力的发生和消散，阐明了砂土液化机理和影响因素，对砂土液化进行定量分析。1962年及1964年汪闻韶先生的两篇论文，对砂土震动孔隙水压力产生、扩散、消散的理论研究，实为近代有效应力法动力分析的先驱。
        在土石坝及其地基的渗流控制方面，建立了较为完善的电模拟试验室，进行主要是数解法的渗流分析研究。无黏性土的渗流稳定和反滤料的研究较为系统，特别是不连续级配砂砾石的渗透稳定性评价及反滤层选取、无黏性土渗透破坏类型判别及抗渗强度的确定方法等，都有新的认识。建立防渗、排渗、反滤控制渗流出口相结合的渗流控制原则。
        地基处理方面，砂砾石地基防渗处理，1958年即结合云南毛家村土坝开展用“袖阀套管”法进行砂砾石地基防渗灌浆处理的现场试验取得成功，1959年在北京对密云水库白河主坝的一段较深的砂砾石地基用此法作了防渗处理，迄今已正常运行了40余年。1958年结合青岛月子口水库，试验用桩柱式混凝土防渗墙方法处理土坝砂砾石地基；1959年参加了密云水库白河主坝槽板式混凝土防渗墙的试验，都正常运行迄今。同时开始岩基水泥灌浆以及磨细水泥和化学材料灌浆处理细微裂隙的研究工作。
        在黄文熙、蒋彭年、汪闻韶等老专家的言传身教下，培养了重视试验、重视实践、重视基本功训练和严谨的学风。重视理论结合实际，研究和解决具体工程技术问题。
        1969年受到文化大革命的影响，水科院被撤销，人员下放，土工研究所亦随之解散。直到1978年恢复重建。