古稱埤寮埤，原有水域面積20公頃，為一古水利埤塘，迄今已有300餘年歷史。埤寮埤於民國83年進行開發，明清時期，有漳州陳姓祖攜伽藍尊王神像來台，自台南登陸後沿路北上，見一埤塘，與漳州家鄉環境相似，四周土地肥沃，於是在湖畔搭寮墾殖，漸次發展，於是人稱此地為埤寮（即今埤寮里），而池塘稱埤寮埤。
因古代相傳新營為一天鵝穴，天鵝眼就是天鵝湖，天鵝肚為市區交通台，天鵝尾為太子宮、鐵線橋一帶，故改稱天鵝湖。現有水域面積東湖4公頃、水深6米，西湖3.6公頃、水深4米，含填土造景面積計11公頃。
天鵝湖東湖以生態為主，環湖棧道總長約 2公里，並加強植栽、燈光及休憩設施，如今的天鵝湖已經成為新營地區一大勝景。