Thời xưa, Tô Lịch từng dài 30km, là tuyến đường thủy quan trọng kết nối sông Hồng với trung tâm Thăng Long. Nhưng từ năm 1889, người Pháp đã bắt đầu lấp sông để làm cống ngầm, thoát nước cho khu vực phố cổ. Từ đó, sông Tô Lịch chết dần và hàng loạt phố phường mọc lên.
Hàng Buồm ngày nay chính là Giang Khẩu (Hà Khẩu) nơi cửa sông Tô Lịch đổ vào sông Hồng.
Từ Hà Khẩu, dòng sông len lỏi qua Hàng Lược, Ngõ Gạch, Nguyễn Siêu…
Nơi từng là bến thuyền tấp nập, nay thành những con phố "vàng". Những cửa hàng lưu niệm, quán cà phê, nhà hàng san sát, nơi mỗi mét vuông đất đều có giá vài trăm triệu đến cả tỷ đồng, phản chiếu sự thay đổi ngoạn mục của thời gian.
Sông Tô Lịch chảy qua Hàng Khoai bị lấp để xây chợ Đồng Xuân, rồi các nhánh khác lần lượt biến mất.
Với diện tích 6.500m², hàng trăm sạp hàng san sát, nơi đây không chỉ là chợ đầu mối lớn nhất miền Bắc mà còn mang giá trị bất động sản khổng lồ.
Phố Phan Đình Phùng, nơi từng là bờ sông xưa, nay được mệnh danh là con đường đẹp nhất Hà Nội. Hàng cây cổ thụ rợp bóng, những biệt thự Pháp cổ, đại sứ quán và dinh thự sang trọng khiến nơi đây trở thành một trong những tuyến phố có giá trị cao nhất Thủ đô.
Dòng chảy men theo qua Cửa Bắc, nơi đây chính là hào nước khi xưa ngăn quân tràn vào đánh thành.
Sông Tô Lịch tiếp tục chảy qua Thụy Khuê, Hồ Khẩu, đến Yên Thái thì gặp sông Thiên Phù (chợ Bưởi ngày nay). Sông Thiên Phù vốn là nguồn cấp nước cho sông Tô Lịch. Thế kỷ 18, sông Hồng đổi dòng, sông Thiên Phù chết, sông Tô Lịch cũng dần cạn nước và khi bị người Pháp lấp một nửa chiều dài, Tô Lịch dần trở thành cống thoát nước.
Sau đó, sông Tô Lịch chảy qua Nghĩa Đô, Cầu Giấy, rồi xuôi xuống đường Láng, Ngã Tư Sở và đi tiếp đến Định Công thì đổ ra sông Nhuệ. Đây chính là đoạn sông vẫn tồn tại đến ngày nay.
Sau khi dòng sông bị lấp, hiện tại sông Tô Lịch chỉ còn khoảng 14 km, trở thành dòng nước tù, ngột ngạt giữa lòng Hà Nội, hứng chịu 150.000 m³ nước thải mỗi ngày. Sau khi nhà máy xử lý nước thải Yên Xá đi vào hoạt động, nguồn nước thải đã được xử lý nhưng sau đó lại không đổ vào sông Tô khiến dòng sông dần cạn.
Vì thế, Hà Nội đang chuẩn bị đầu tư xây dựng trạm bơm chìm công suất 3-5m3/s và hệ thống đường ống để bơm bổ cập nước sông Hồng vào sông Tô Lịch với hy vọng dòng sông có thể trong sạch trở lại.
