La fuente está situada en el cruce de tres calles (tre vie), marcando el punto final del Aqua Virgo (en italiano, Acqua Vergine), uno de los antiguos acueductos que suministraban agua a Roma. Con la supuesta ayuda de la Virgen, los técnicos romanos localizaron una fuente de agua pura a sólo 22 km de la ciudad (escena representada en la actual fachada de la fuente).

 En 1453, el papa Nicolás V terminó de reparar el acueducto Aqua Virgo y la fuente que construyó al final fue una simple pila, diseñada por el arquitecto humanista Leon Battista Alberti, para anunciar la llegada del agua.

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En 1629 el papa Urbano VIII, encontrando la fuente anterior poco dramática, sosa, poco original o poco monumental, pidió a Gian Lorenzo Bernini que esbozase posibles renovaciones, pero el proyecto fue abandonado a su muerte. La contribución duradera de Bernini fue cambiar la situación de la fuente al otro lado de la plaza para que quedase frente al palacio del Quirinal (de forma que el papa también pudiese verla y disfrutarla). Aunque el proyecto de Bernini fue desechado en favor del de Nicola Salvi, hay muchos toques del primero en la fuente tal como fue construida. También existe una maqueta anterior llamativa e influyente hecha por Pietro da Cortona.

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Los concursos se habían puesto de moda durante el Barroco para rediseñar edificios y fuentes. En 1730, el papa Clemente XII organizó un concurso sobre la fuente en el que Nicola Salvi perdió, a pesar de lo cual recibió el encargo.​ Los trabajos empezaron en 1732 y terminaron en 1762, mucho después de la muerte del papa Clemente, cuando el Océano de Pietro Bracci fue situado en el nicho central. Las estatuas de la Abundancia y de la Salubridad, en los dos nichos laterales fueron esculpidas por Filippo della Valle.​ La fuente es una obra escultórica de bulto redondo y a la vez relieve. Hay dos hipocampos en la escultura, pero una curiosidad es que uno está calmado y el tritón no tiene que hacer esfuerzo para dirigirlo, en cambio, el otro hipocampo está alterado y el tritón consigue llevarlo con esfuerzo. Esto representa las dos facetas del mar, el mar agitado y el mar pacífico.

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Salvi murió en 1751, con su obra a medio terminar, pero antes se aseguró de que la fea firma de un barbero no estropease el conjunto, escondiéndola tras una vasija esculpida. La Fontana de Trevi fue terminada en 1762 por Giovanni Pannini, quien sustituyó las suaves alegorías presentes por esculturas planas de Agripa y Trivia, la diosa romana.