Przez pierwsze kilka lat wykonanie pomysłu pozostawało niepewne, między innymi dlatego, że kolejarze rozważali zorganizowanie w tej samej okolicy dworca towarowego, do którego miały prowadzić tory biegnące wzdłuż Bystrzycy. Istniał też pomysł zbudowania na tym terenie stacji rozrządowej, ponadto było rozważane odtworzenie Wielkiego Stawu Królewskiego. Koncepcja zbiornika na Zemborzycach zwyciężyła dzięki mediom i opinii mieszkańców.
Prace planistyczne i przygotowawcze trwały od końca lat 50. aż do lat 70. Roboty budowlane podjęto w 1970. Wkrótce włączono do nich mieszkańców Lublina, którzy pracowali przy budowie w ramach czynu społecznego. Łącznie w pracach uczestniczyło ok. 40 tys. lublinian. 5 marca 1974 rozpoczęto gromadzenie wody, które trwało kilka miesięcy. W międzyczasie MOSiR Lublin zakupił różnorodne jednostki pływające (kajaki, łodzie, żaglówki, motorówki). 16 lipca 1974 zakończono budowę Jeziora i otwarto je do użytku. W uroczystości uczestniczył I sekretarz KC PZPR Edward Gierek.
Plany ówczesnych władz zakładały, że nad Jeziorem Zemborzyckim powstanie szereg ośrodków wypoczynkowych, podobnie jak nad Jeziorem Białym, które znajduje się na Równinie Łęczyńsko-Włodawskiej. Te zamiary uniemożliwił kryzys gospodarczy w latach 80.