Die Neustädter Talsperre, teilweise auch „Nordhäuser Talsperre“ genannt befindet sich nordöstlich von Neustadt, in dem großen Waldgebiet zwischen Neustadt und Breitenstein.

Im 19. Jahrhundert kam es immer wieder zu Engpässen bei der Trinkwasserversorgung der Stadt Nordhausen. Ein Gutachten kam zu dem Ergebnis, dass dieser Engpass nur durch den Bau eines Stauwerkes in einer nicht besiedelten Gegend abzustellen sei.

Im März 1904 begannen die Arbeiten mit Rodungen im Bereich des künftigen Staubeckens. Bei den Arbeiten an der Talsperre, welche den Krebsbach staut, wurden überwiegend italienische Fachleute eingesetzt. Der Transport des Materials erfolgte von Neustadt aus mit einer Feld-eisenbahn. Trotz vorübergehenden Arbeitskräfte- und Materialmangels wurde die Talsperre im Oktober 1905 fertiggestellt.

In den Jahren 1922 und 1923 wurde die Staumauer mit Beton um 6,26 m erhöht und zwischen 1997 und 2001 nach denkmalpflegerischen Gesichtspunkten generalüberholt. Unter anderem wurden die beiden Entnahmetürme originalgetreu nachgebaut und weiter in das Staubecken versetzt.