Op 12 november 1851 stak de 11-jarige prins Willem van Oranje op landgoed Leyduin tussen Heemstede en Vogelenzang de eerste schep in het zand voor de aanleg van de Oranjekom, een groot verzamelbekken voor duinwater, bestemd voor de drinkwatervoorziening van Amsterdam. Het idee om schoon water uit de duinen naar de stad te leiden was afkomstig van de eigenaren van Leyduin, David van Lennep en zijn zoon, de dichter Jacob van Lennep. De slechte waterkwaliteit in de steden was een bron van ziekten en epidemieën. Artsen legden halverwege de negentiende eeuw voor het eerst verband tussen cholera en het gebruik van smerig grachtenwater. De Van Lenneps konden zelf als Amsterdamse patriciërs op hun buitens genieten van het heldere water uit duinrellen als de Leybeek. Om het gezonde water ook aan minder bevoorrechte Amsterdammers ten goede te laten komen, richtten zij in 1850 de particuliere Duinwatermaatschappij op. Drie jaar later werd het eerste duinwater uit de Oranjekom via een buizenstelsel naar de Amsterdamse Haarlemmerpoort gepompt. Daar werd het verkocht voor een cent per emmer. De Amsterdammers kregen zo als eerste grotestadsbewoners in Nederland toegang tot schoon drinkwater. Eind negentiende eeuw nam Amsterdamse Gemeentewaterleidingen de exploitatie van de Duinwatermaatschappij over.
Daarmee begon een nieuw hoofdstuk in de geschiedenis van de duinen: het snel groeiende gebruik als waterwingebied. Ook andere Noord-Hollandse steden gingen hun drinkwater uit de duinen halen. In 1920 ontstond uit een fusie van de waterleidingbedrijven van Alkmaar en Zaandam het Provinciaal Waterbedrijf Noord-Holland. Het voorzag op den duur de hele provincie buiten Amsterdam van drinkwater. Om aan de groeiende vraag te voldoen kreeg het PWN in 1934 de duingebieden tussen het Noordzeekanaal en Schoorl en bij Den Helder in eigendom. Maar al snel kwam de keerzijde van de intensieve waterwinning aan het licht. De nauurlijke waterreserves onder de duinen liepen terug, het grondwaterpeil daalde en het kwetsbare duingebied begon te verdrogen. Sinds eind jaren '50 wordt daarom voorgezuiverd water uit de grote rivieren en het IJsselmeer in het duinzand gepompt en na natuurlijke filtering weer gebruikt voor de drinkwatervoorziening.
Naast zuiver water had de duinstreek een tweede troef die rond het midden van de negentiende eeuw in de belangstelling kwam. De frisse zeelucht leende zich volgens de nieuwe inzichten bij uitstek voor de behandeling van patiënten met besmettelijke aandoeningen als tuberculose en voor de verpleging van geesteszieken. Ver van de bewoonde wereld konden rust, reinheid en regelmaat hier in combinatie met gezonde zeelucht en zonnebaden bij de patiënten hun heilzame werk doen. Voor tbc-lijders - de 'tering' was in de negentiende eeuw nog een vaak dodelijke ziekte - ontstonden sanatoria zoals de Clarastichting in Zandvoort en Brederodeduin in Bloemendaal, speciaal bestemd voor kinderen. Heliomare in Wijk aan Zee begon zijn bestaan als rooms-katholiek centrum voor chirurgische tuberculose. Voor psychiatrische patiënten kwamen er gestichten als Meerenberg bij Santpoort, Duin en Bosch (nu Dijk en Duin) bij Castricum en de St. Willibrordus Stichting in Heiloo. Het waren bijna zelfstandige werelden met paviljoens, eet- en slaapzalen, keukens, wasserijen, ligruimtes, kantoren, zusterhuizen en dienstgebouwen. Meerenberg in Santpoort stond lang bekend als modelinrichting. De patiënten werden er volgens de modernste inzichten verpleegd zonder geweld en dwangmiddelen. Ze konden er wandelen, tuinieren, gymnastieklessen volgen of een ambacht leren in de werkplaatsen.
Een aparte categorie instellingen vormden de koloniehuizen voor zwakke en ondervoede stadskinderen. Tussen 1883 en 1970 brachten tienduizenden 'bleekneusjes' zes weken door in een van deze 'vakantiekolonies' om aan te sterken. Doel was in de eerste plaats om tuberculose te voorkomen en de volksgezondheid te verbeteren. Tegelijk werd beoogd kinderen uit de lagere klassen beschaving bij te brengen. De dagen verliepen volgens een ijzeren regelmaat, met pap eten, wandelen, rusten en de onvermijdelijke lepel levertraan als verplichte onderdelen. Egmond aan Zee spande de kroon met in de hoogtijdagen tussen 1930 en 1955 tien koloniehuizen. Bergen aan Zee telde er vier, waaronder het bekende Zeehuis en de kolonie Jong Nederland, Zandvoort en Wijk aan Zee elk twee tehuizen en Schoorl één.
