Na década de 1920, Júlio Prestes, então governador do estado de São Paulo, havia iniciado as pesquisas na área de prospecção de petróleo. As pesquisas falharam na tentativa de encontrar o produto e os equipamentos foram abandonados, mas apenas jorrando água mineral. Posteriormente outras tentativas foram feitas para encontrar petróleo em grandes profundidades e, novamente, nenhum óleo foi encontrado. Uma estrutura de plataforma de petróleo existe ainda hoje e é chamada de "Torre de Óleo Engenheiro Ângelo Balloni"
Anos mais tarde, em 1934, Ângelo Franzin, donos das terras perfuradas, que é conhecida atualmente como "fonte da juventude", construiu um balneário simples, onde se banhava. A água tinha um odor forte. Um ano depois um grupo de pessoas da cidade comprou um lote de 100 mil metros quadrados ao redor da fonte da juventude onde construíram um balneário. Era composto de 12 banheiras de alvenaria, ao contrário do primeiro balneário, que era feito de madeira. Naquele mesmo ano, Octavio Moura Andrade resolveu construir a estância dando-lhe o nome de "Caldas de São Pedro", criando juntamente com seu irmão, Antônio Joaquim de Moura Andrade, a empresa "Águas Sulfídricas e Termais de São Pedro S/A".
Durante quatro anos o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) da Universidade de São Paulo (USP), realizou uma série de estudos naquelas águas. Geralmente águas provenientes de grandes profundidades possuem uma alta concentração de substâncias que podem ser nocivas ao ser humano, assim como seu pH pode não ser adequado para o banho. Em 1940 os resultados foram divulgados no Boletim 26 do IPT. As águas foram consideradas adequadas para o banho e suas propriedades medicinais estudadas pelo professor João de Aguiar Pupo, então Diretor da Faculdade de Medicina de São Paulo (USP).
A estância de Águas de São Pedro foi fundada a 25 de julho de 1934, por Octavio Moura Andrade, quando da inauguração do Grande Hotel (hoje Grande Hotel São Pedro de propriedade do SENAC). Reconhecendo a importância das fontes termais da região, o Governo do Estado criou, em 19 de junho de 1940, a Estância Hidromineral e Climática de Águas de São Pedro. O município de Águas de São Pedro foi criado pela Lei Estadual nº 233, de 24 de dezembro de 1948, emancipando-se de São Pedro. A instalação oficial ocorreu 2 de abril de 1949, sendo, desde então, composto apenas do Distrito-Sede.
Para promover o desenvolvimento e a exploração das águas medicinais de forma economicamente viável, o fundador da cidade concebeu e projetou uma cidade voltada para fins hidroterápicos e residenciais: um balneário-cidade. Águas de São Pedro nasceu para ser uma Estância Hidromineral, totalmente planejada e com o objetivo de atender os que necessitavam de tratamento e turistas em busca de diversão e lazer. O urbanista Jorge de Macedo Vieira foi o escolhido para harmonizar a ocupação do espaço ao uso das águas minerais, à topografia, ao solo e ao clima, demorando cerca de dois anos de minucioso estudo da região para então projetar a estância. Somente em 1940 é que o projeto ficou totalmente pronto, sendo registrado no Cartório de Registro de Imóveis da Comarca de São Pedro, sob o nº 1, já de acordo com as exigências do Decreto Lei 58/39.
A partir deste projeto foram construídas diversas edificações, como construção de um grande hotel de luxo para receber os turistas, além de um cassino, um dos primeiros cassinos no país como atividade regulamentada pelo poder público. Também foram realizadas obras de saneamento, sendo contratado um escritório técnico Saturnino de Brito, vindo do Rio de Janeiro, para estudar e dirigir os trabalhos de saneamento de uma área ao redor do Grande Hotel. Houve recuperação das vias de acesso, realizando-se a retificação de 8 km de estrada que liga São Pedro às fontes, permitindo o tráfego de veículos mais pesados; construção de um aeroporto, o primeiro numa área de 40 alqueires, com quatro pistas, estação de embarque, luz, telefone, água encanada, hangar e posto de abastecimento de combustível; além da melhora dos serviços de energia, que, como a rede de energia de São Pedro estava em condições precárias, foi construída uma linha própria que ligou São Pedro às obras da Estância e, para maior garantia foi construída, no Grande Hotel, uma usina de emergência com dois geradores a diesel com capacidade de suprir o hotel e a cidade que se iniciava
Após a inauguração do balneário, o turismo ganhou força em Águas de São Pedro, até se transformar na principal fonte de renda da cidade. Passou a ser um dos integrantes da Região Turística (RT) Serra do Itaqueri. Com um grande movimento de turistas também houve a necessidade de melhorias no setor comercial, como as reformas da Rua do Comércio.O setor industrial também se desenvolveu, também por influência das águas especiais. Foi construído um prédio na zona industrial da cidade destinado ao engarrafamento das águas das fontes Gioconda e Almeida Salles. A água sulfurosa, como não era apropriada para o engarrafamento, serviu para uma tentativa de industrialização na forma de cosméticos e cremes para a pele.