Москву снабжают питьевой водой несколько крупных предприятий по очистке речной воды, именуемых "водопроводными станциями. Исторически первой была основанная в самом конце 19 века Рублёвская водопроводная станция - Рублёво (ныне посёлок при Рублёвской водопроводной станции, тогда деревня) было выбрано потому, что оно выше Москвы по течению, то есть вода там ещё не загрязнена Москвой.
Вода проходит на этом предприятии многостадийную очистку, включающую фильтрование, осаждение примесей добавлением квасцов и наконец хлорирование. На момент создания Рублёвской водопроводной станции эта технология очистки была ультра-современной. На некоторых более новых водопроводных станциях - например, на Восточной (в посёлок Восточный ходит автобус от Сокольников) - применяют озонирование: воду Восточная станция получает из Канала имени Москвы, и вода сильно цветёт "по дороге".
Следует, впрочем, отметить, что лишь 3/4 жилого фонда в пределах МКАД обеспечены водой Московского водопровода, остальное - бывшими водопроводами городов, вошедших в 1960 в состав Москвы: например, новый район Бибирево в 70е годы подключили к бывшему водопроводу города Бабушкин - жители стонут от неимоверной жёсткости воды.
До основания Рублёвской водопроводной станции, Москва получала воду из родников под Мытищами - поищите хотя бы информацию про Ростокинский акведук. Москвичи тогда набирали воду из водоразборных фонтанов:

А вот в бывшей квартире моей жены в 4 км от аэропорта Быково вода из крана воняла болотом - даже рот прополоскать противно...