In passato il lago di Massaciuccoli aveva un'estensione maggiore, comprendendo anche un'ampia zona paludosa, spesso causa di malaria. I problemi idraulici legati a questo ambiente furono affrontati già dai Romani e ripresi più volte, a partire dal secolo XIV, con vari progetti che non ebbero le conseguenze sperate. Nella prima metà del secolo XVIII, il matematico veneto Bernardino Zendrini pensò che la soluzione migliore per risanare la zona fosse quella d'impedire la promiscuità dell'acqua dolce del lago con quella salsa del mare. Per questo, nel 1741, costruì delle cateratte tra il lago e il porto di Viareggio, che operarono un parziale risanamento dell'ambiente. Rimanevano tuttavia ancora ampie zone da bonificare, che furono oggetto di studio da parte di famosi idraulici come Tommaso Perelli, Leonardo Ximenes, Giuseppe Ruggero Boscovich ed Eustachio Zanotti.

All'inizio del secolo XIX Lorenzo Nottolini propose un progetto che metteva in relazione il bacino di Bientina con quello di Massaciuccoli. Nottolini mirava a risolvere, attraverso un'unica soluzione, alcuni urgenti problemi idrografici, come le ricorrenti inondazioni del Serchio, con la bonifica del Lago di Bientina e la Colmata della Palude di Massaciuccoli. Il "Gran Progetto" – come fu definito dai contemporanei – prevedeva la deviazione del corso del Serchio da Lucca verso Migliarino. Le piene del fiume, cariche di detriti, avrebbero favorito la colmata della zona di Massaciuccoli. Infine, un canale che doveva unire il lago di Bientina al Serchio, con il letto ormai libero, avrebbe svuotato il lago stesso. Il progetto non fu realizzato sia per gli enormi costi di attuazione, sia per problemi burocratici, poiché una parte della zona interessata dall'opera riguardava tanto il Ducato di Lucca quanto il Granducato di Toscana.

Dalla metà dell'Ottocento iniziò l'estrazione dal fondo del lago di una preziosa sabbia silicea impiegata nell'edilizia e nell'industria vetraria.

Soltanto nel Novecento furono bonificate vaste zone umide dell'area di Massaciuccoli, che oggi rientra nel parco naturalistico di Migliarino-San Rossore-Massaciuccoli.