Afin de faire face à l'évolution de la démographie, au développement industriel et aux problèmes de pollution grandissants qu'ils génèrent, première loi créant les conditions institutionnelles, financières et techniques d'une gestion globale et décentralisée de la ressource en eau. Elle instaure ainsi : une logique de gestion selon les six grands bassins hydrographiques (et non selon une logique administrative) ; la création, dans chaque bassin, d'un comité de bassin chargé d'élaborer la politique de gestion de l'eau, et d'une agence de l'eau (ou agence financière de bassin), chargée de mettre en oeuvre cette politique ; et la mise en place d'un Comité national de l'eau (CNE), organisme consultatif auprès du Premier ministre. La loi du 16 décembre 1964 impose, dans son objectif de lutte contre la pollution, de mettre en place un inventaire national pour établir le degré de pollution (INP) des eaux superficielles et la définition d'objectifs d'amélioration de la qualité.
Cette loi comporte un important volet pénal contre les pollueurs. Cependant, son système de redevance original est non conforme à la Constitution ; en effet les taux des redevances sont décidés non par le Parlement mais par les comités de bassin.
Elle a été abrogée pour être codifiée dans le code de l'environnement.