党的十八大以来，沈阳市委、市政府积极践行“绿水青山就是金山银山”理念，将水体达标作为污染防治攻坚战的重中之重，举全市之力开展水环境治理和生态保护，强化组织协调、完善工作机制、健全制度体系，形成了全市上下水环境治理保护全民共建、共治、共享的工作格局，水环境质量显著改善，生态环境质量不断的提高，为沈阳实现高水平质量的发展打下了坚实的环境基础。
沈阳建立水体达标周调度、日报告制度，市政府主要领导亲自调度推进水体达标工作，研究解决重大问题。各地区各部门一把手靠前指挥，认真落实各自工作职责和承担的工作任务，形成水污染防治分工协作、齐抓共管的局面。
实施“环境问题巡查整改”和“区域断面水质综合考核”两大工作机制。聘请专业第三方团队对巡查发现问题即时交办、限期整改，对整改情况做重访复查、催办督办、定期通报，年初以来累计整改各类水环境问题714个。对全市34条主要河流、72个断面实施加密监测，每月对各区、县（市）水环境质量进行考核，水质排名在《沈阳日报》公示，有效调动了各地区水环境治理工作积极性。
建立水污染防治长效机制。沈阳市强化督查考核，将水环境质量改善和污染防治重点工作纳入环境保护目标责任状，完成情况作为市政府对各地区绩效考核重要内容。同时，加强重点河段管控，组织第三方团队、环保志愿者、四级河长、正风肃纪监督员“四支队伍”对重点河段定期巡视，严格管控河道放牧、垃圾倾倒、污水直排等违背法律规定的行为。对重点河段加强监测预警，发现超标情况立即启动溯源排查和污染源整治，做到立行立改。
“十三五”以来，累计投入100多亿元，实施20项水体达标重点工程和13大类46项重点治污工程，完成重点河流北沙河和白塔堡河12项工程措施、5个重点河段15项工程建设项目，推进全流域综合治理，逐步发挥地表水环境改善效应。
全市16个省级及以上工业集聚区全部建成污水集中处理设施，安装自动在线监控装置实时监控保证达标排放。实施“十大”行业企业专项整治，20家重点行业企业完成治理。2017年以来，我市已核发排污许可企业1568家，登记15230家。
完成北部等5座污水处理厂提标改造，新（扩）建的8座污水处理厂均已投入运行，全市日解决能力万吨及以上污水处理厂达到37座，每日污水总设计解决能力达到335万吨。启动实施了新一轮污水收集处理补短板工程，重点直排节点污水截留工程成效明显，日均截留（转输）污水26万吨以上，雨污混接摘除400余处。
2017年完成国家下达的建成区12条黑臭水体治理任务。2019年持续巩固治理成果，实施15条建成区外围黑臭水体治理，初步实现“长治久清”阶段工作目标，获评全国黑臭水体治理示范城市。同年，在省内率先启动农村黑臭水体排查整治。2020年实施8项重点工程建设，圆满完成“十三五”期间黑臭水体治理任务。
组织开展全市入河排放口溯源排查和规范整治，封堵拆除违规设置排污口，整治排水超标排污口，规范化治理保留的排污口。目前已完成全市1140个入河排污口规范整治，其中封堵取缔各类入河排污口456个，完成辽河干支流20个重点入河排污口监控试点，入河排污口规范整治初见成效。
实施浑河景观带、蒲河生态廊道、辽河七星湿地公园等重点生态廊道生态保育，保护重要水生态功能区。辽河干、支流沈阳段生态封育74.3万亩，涉农区域实施退耕还湿面积约2.64万亩。
2017年以来，完成了水源井一级保护区内42处环境风险和109眼隐患水井的整治，完成了县级及以上城市集中式饮用水水源地保护区划定和调整工作，划定15个农村“千吨万人”水源地保护区和14个乡镇级水源地保护区，设立584个水源地保护区标志牌，开展水源水质月例行监测，督促供水单位加强除铁、锰设施运行监管，与供水单位建立水质数据共享机制，察觉缺陷及时整改。2020年至今，我市考核水源达标率保持在100%。
2016年至2021年，沈阳市地表水环境质量逐年改善，全市省考以上劣V类断面从6个减少到0，Ⅲ类以上优良水质断面数量从0增加到11个，水环境质量达到历史最好水平。
目前，辽河干流稳定达到Ⅳ类水体标准、浑河干流城市段达到Ⅲ类水体标准，全市15个国考断面和5个省考断面全部消除劣Ⅴ类水质。
“十三五”期间，化学需氧量、氨氮分别累计减排60508吨、4266吨，比2015年累计削减25.14%、22.96%，完成国家下达减排工作任务（18%、8.8%）。
细河过去为沈阳西部主要排污河流，常年承接城市排放的生产生活垃圾污水，水质常年为劣Ⅴ类，是全市水体达标的重点和难点。
沈阳市实施污水处理厂提标改造、污水转输工程、管网河道清淤、加强泵站管理等综合举措，持续开展细河于台综合整治。经过几年的不懈努力，2020年终于实现消除劣Ⅴ类水质目标，使细河甩掉重污染的帽子，得到中央环保督察组的充分肯定和省委、省政府的表扬。
苏家屯区实施52项治污工程，组织并且开展“守望北沙河，美丽苏家屯”志愿者活动，协同上下游城市共同推进北沙河整治，北沙河东羊角断面从劣Ⅴ类水质提升到Ⅳ类，北沙河联防联治经验被省生态环境厅作为流域治理示范工程在全省推广。
“十四五”期间，沈阳以巩固水污染治理成果、持续改善水环境质量为核心，以水污染问题和水生态需求为导向，强化水污染源头治理，分流域、分区域科学施治，突出精准治污、科学治污、依法治污，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理。
科学规划污水处理厂及配套管网建设，有序推进苏家屯区红菱(姚千)等污水处理厂建设，补齐空白区域截污管网，大力实施重点区域雨污混接摘除，提升重点区域污水调配及协同解决能力，推进污水处理厂提质增效工作。至2025年，全市建成区污水收集率将达到70%以上。
以养息牧河、北沙河等为重点，实施全流域综合治理工程，综合实施功能人工湿地、多级生态滤床、水生态修复、畜禽养殖污染治理、村屯污水收集处理设施建设等工程，通过示范引领推进小流域环境综合整治，提升河流水质。
以化工、制药等行业为重点，强化工业公司排污治理，重点做好工业集聚区污水收集处理监管。加强城镇污水处理厂监督管理，强化监督监测、在线监控、飞行抽检等监管措施，确保稳定运行达标排放。推进入河排污口规范整治工作，对全市入河排污口实施“一口一档”管理，严管重罚违规排污口。
以辽河滩地、浑河中下游、北沙河等为重点，实施水生态修复工程，通过实施河道封育、退耕还林还草、生态蓄水、重点河段清淤、生态景观廊道建设，构建湖库和河道“多点式”的水生态湿地工程，整体改善ECO服务功能。至2025年，全市湿地保护率将达到42%以上。
推进落实最严格水资源管理制度，加大施工降水入河、取水许可审批、水源热泵回灌管控力度。以北部、南部、东部、沈水湾等大型污水处理厂为依托，实施再生水利用工程。至2025年，全市工业水重复利用率将达到90%以上；污水处理厂再生水利用率达到25%。
建设地表水水质自动监测站和重点河流视频监控系统，提升水环境监测监控能力，推进自动监测手段升级，建立“水质-水量”双监控的控制断面污染通量监测网络。至2025年，全市国控断面全部实现自动化水质监控。
在目标指标上，到2025年，15个国考断面将达到国家考核目标要求，其中辽河干流、浑河干流城市段和各支流河水质稳定达到国家、省考核目标要求，优良水体比例达到33%以上，全面消灭劣Ⅴ类水体，建成区全面消灭黑臭水体，集中式饮用水水源达到或好于Ⅲ类比例100%。