An effective leak detection method is one of the most demanding techniques for the managementof water distribution systems. A leak detection scheme with pressure wave analysis using a rapidmanipulation of hydraulic boundary conditions is not always suitable owing to substantial pressurevariation, which can result in undesirable consequences for pipeline systems. The introduction of arelatively small pressure pulse through a regulated pressure generator can substantially diminishthe potential damage of high- or low-pressure surges. Wave reflection due to the leakage boundarycondition can be useful for predicting the leak location based on the time-domain reflectometryof the pressure signal. Further elaborate analysis for leak detection can be performed using waveletanalysis of the pressure signal, which provides leak response features in the time/frequencydomain. Two distinct experimental conditions were employed to illustrate the impact of resonanceon the hydraulic structure, such as a pressurized tank. The developed method demonstratesthe potential of leak detection in a laboratory-scale pipeline system.