北京的夏天是雨季，下暴雨、冰雹怎么办？这些质疑迫使设计联合体必须做出令人信服的回答。PTW公司的建筑师和赵小钧在清华建筑设计院的实验室对ETFE膜的抗压性做了一系列模拟实验。他们把两个一公斤重的钢球分别从4米高的空中自由落下，砸在ETFE膜上，出人意料的是：ETFE膜安然无恙。
ETFE膜惊人的抗压力折服了人心，有人又提出这种膜是否耐火的疑问。经过实验，发现ETFE膜达到国际防火等级标准。
夏日的海南岛炎热难耐，40多度的高温蒸得人心烦意乱，康伟多想下水游会儿泳啊！可是繁忙的工作使他无缘下水，毒蚊子把他的腿咬破了进而感染化脓，他带病在博鳌坚守了几十天，听取四面八方的意见。
有趣的是，疑归疑，当60多件作品经过筛选变成14件时，水立方在其中；当14件作品经过筛选变成3件时，水立方还稳坐钓鱼台，与她平分秋色的是美国RafaelVinoly公司设计的“扇之舞”。这个建筑的亮点是：形状像一把扇子，在场内9000个临时座椅和6000个固定座椅的连接处是一个巨大的轴，通过这个轴可以调节角度。这个建筑的主要优点是解决场馆赛后再利用问题，赛后把永久性座椅留下，临时性座椅拆除，永久性椅子调整角度可以合拢形成一个永久性顶棚，转动轴来闭合游泳馆。支持这个方案的评审专家认为这个原理和三峡工程有相似之处，并且已经在实践中得到了验证。
但是，不管是“扇之舞”还是其它，从视觉上看还是水立方最新颖，在入围的14个方案中，唯独水立方是方形的。国家体育场已经定了是椭圆型，国家游泳馆如果再设计成椭圆或圆形，有跟风之嫌。唯有这个方形显得别致抢眼，面积小体现了“谦让主场”的意图，而国家游泳中心的“方”又和国家体育场的“圆”相得益彰。
水立方是一个关于水的建筑，方是中国古代城市建筑最基本的形态，它体现的是中国文化中“天圆地方”的古老哲学理念和基本的社会生活准则。中国传统的设计哲学催生了“方”的概念，而这个方盒子又能很好地满足游泳中心的多功能要求。水是一种重要的自然元素，可以激发人们的欢乐情绪。设计师在设计时针对各个年龄层次的人，探寻水可以提供的各种娱乐方式，从而开发出水的各种不同的用途，创造出一个令人精神愉悦的场所。这种方与水相结合所产生的设计理念被称作“水立方”。
如果说鸟巢像一团熊熊燃烧充满激情的烈火，那么水立方就像一块柔美静谧冰清玉洁的水晶。鸟巢给人的印象是兴奋、激动、力量感和阳刚气息；水立方给人的印象则是宁静、祥和、温馨和迷人色彩。她的轻灵和富有诗意的气氛会随着人的情绪、活动以及天气、季节的变化而变幻莫测。
2003年7月29日，“水立方”创意在国家游泳中心设计竞赛中中标，她的胜出在于标新立异。下一步就是设计施工图，从那儿以后，国家游泳中心项目设计中方执行总负责人郑方就隔三差五地收到王敏从PTW悉尼办公室发回的最新图纸。他用马克笔来描每一层的设计边界，尽量理解里面都有什么，房子是如何工作的？那些图纸还没有形成稳定的边界和轴线关系。根据我国的规范、人防等问题，郑方也把自己的设想向悉尼发回一些草图。
9月初，郑方陆续收到PTW公司和奥雅纳公司发来的英文设计报告，详尽地描述了设计的方方面面，这些图纸和报告形成了一半的初步设计文件。
2003年9月27日，国际泳联执委Maculesco访问北京，设计联合体的建筑师、工程师到奥组委向Maculesco先生汇报工作。
2003年10月，国家发改委委托中国国际工程咨询公司组织有关专家对水立方进行可行性研究报告审查，一个月后通过了初步设计审查。
这天晚上，康伟躺在床上辗转反侧，夜不能寐。他深深懂得：新奇梦幻般的设计图只是告诉我们这个建筑是什么，并没有告诉我们这个建筑应该怎么建造。水立方的中标，意味着他和他的团队将要攻克更大的世界性难题。
2003年12月24日，国家游泳中心奠基，土方及基础处理工程开工
