Haukilahden vesitornia alettiin suunnitella 1960-luvun puolivälissä Etelä-Espoon ollessa voimakkaimmassa kasvuvaiheessaan. Tornia suunniteltiin yhdessä [[Mäkkylä]]än suunnitellun vesitornin kanssa, joka kuitenkin peruuntui myöhemmin [[Otaniemen vesitorni|Otaniemen vesitornin]] suunnittelun alkaessa.<ref name="haukilahti91-95"/> Suunnittelussa haasteellisia osia olivat muun muassa tornin [[kalotti|pallokalotin]] muotoiset betoniset säiliöt, joiden suunnittelulaskelmien tekemiseen käytettiin jopa tuohon aikaan aikaan harvinaisia tietokoneita. Tornin kapasiteetti suunniteltiin 40 000 henkilön yhdyskuntaa varten.<ref name="betoni72-77">Huovinen 2013: s. 72–77</ref> Espoon kauppalan valtuusto hyväksyi Haukilahden tornin luonnospiirustukset huhtikuussa 1966, ja torni sai rakennuskiellon ajalla vaaditun poikkeusluvan jo seuraavan kuun puolivälissä. Tornin sijoituspaikaksi oli hankittu 3 360 neliömetrin maa-ala Gäddvik-tilasta. Lopullinen rakennuslupa saatiin vuoden 1966 marraskuussa ja rakennustyöt käynnistyivät maaliskuussa 1967.<ref name="haukilahti91-95">Haukilahti – Gäddvik: s. 91–95</ref>
Torni rakennettiin erikoisella työmenetelmällä, jossa halkaisijaltaan 5,7-metrinen keskuspilari ja kuusi puolentoista metrin halkaisijallista tulipilariatukipilaria valettiin ensin täyteen korkeuteen [[liukuvalu]]menetelmällä,<ref name="rakhist30-36"/> minkä jälkeen tornin säiliön alapuoliset kalotit valettiin maan päällä ja nostettiin myöhemmin pilarien päähän [[hydrauliikka|hydraulisilla]] tunkeilla. Tornin säiliön alapuoli koostui kahdesta pallokalotista, joista ensimmäinen oli läpimitaltaan 40-metrinen ja painoi 1 230 tonnia.<ref name="haukilahti91-95"/> Toinen alempi 45-metrinen<ref name="haukilahti91-95"/> pallokalotti rakennettiin samalla menetelmällä, ja se toimii säiliön lämmöneristeenä ja julkisivuna. Valittu työtapa vähensi rakennustelineiden määrää ja pienensi rakennusvaiheen työturvallisuusriskejä.<ref name="haukilahti91-95"/> Sisempi pallokalotti oli umpinainen betonirakenne, ulommaisen ollessa niin kutsuttu sandwich-rakenne, jossa kahden betonikuoren väliin oli asennettu vaahtomuovilevy eristeeksi. Haukilahden vesitorni oli ensimmäisiä rakennuskohteita suomessaSuomessa, missä käytettiin vaahtomuovia eristämiseen laajemmassa mittakaavassa.<ref name="rakhist30-36">Lehtovuori & Prokkola et al. 2010 (osa 1): s. 30–36</ref>
Toinen nostovaihe osui tammikuuhun, jonka pakkaset toivat työhön omat ongelmansa. Hankkeen pääurakoitsija Vesipojat Oy meni samoihin aikoihin myös konkurssiin ja tornin rakennustöitä jatkoi ensin insinööritoimisto Vesi-Pekka Oy laskutustöinä, ja työt saattoi loppuun rakennustoimisto Tuomas Savolainen. Nostovaiheen jälkeen säiliölle valettiin betoninen kansi, jonka päälle rakennettiin sadan henkilön näköalaravintola terasseineen. Lähes kolme miljoonaa markkaa maksanut vesitorni päästiin ottamaan käyttöön syyskuussa 1968.<ref name="haukilahti91-95"/>
