1996—2013年，加快城市水系开挖、清淤、疏浚、改扩建，治理城区河道，配套桥涵、泵站等设施建设，提高城区综合排水能力，做好城市防汛，对防洪排涝体系进行维护、改造和升级，保障城市安全运行。加快污水处理配套基础设施建设，配套污水收集管网，建设污水处理厂，确保城市污水达标排放，维护良好城市水环境。
一、排水
东城。东营市东城新建城区大多采用分流制排水体系。1996年，市政处管理的东城城区范围内有雨水管网36.76千米，污水管网20.87千米，设雨水泵站1座、污水泵站1座，雨污合建泵站1座，共装设雨水泵10台、污水泵8台。1997年，雨水管线长44.8千米，污水管线长25.3千米。2000年底，雨水管线增至55.20千米，污水管线增至25.97千米。
2001—2006年，继续配套建设排水管线。至2006年，管养雨水管线120.114千米、污水管线65.101千米，其中新建经济适用房片区雨水管线22.63千米、污水管线10.39千米；新建排水泵站5座，分别为登州路污水提升站、北一路2#泵站、北一路3#泵站、商贸城雨水泵站、东二路水系雨水泵站，泵站数量增至8座，装设各类水泵48台。2007—2009年，随着经济发展和城市规模扩大，小区、商业区开发加快，新建排水泵站4座，分别为商贸城泵站、北二路1#泵站、北二路2#泵站、鞠园小区泵站，所辖泵站增至12座，泵站汇水规划辐射中心城区，形成完善的市政排水系统。
2010—2013年，市政排水管辖雨水管线增至153.629千米、污水管线91.338千米；有排水泵站12座，雨水泵42台，设计排水能力91.14立方米/秒；污水泵33台（含2台备用泵），设计排水能力8.117立方米/秒。2013年，组织实施东城污水治理项目，维修改造北一路、南一路、潍河路等部分路段雨污水管道，城市排水管网排放能力大幅提升，水系水质明显改善。
西城。1996—2013年，胜利油田在市政工程、公共事业等方面持续投入，与地方合作修建排水管线、排水泵站等一大批基础设施。2002年3月，开始通过市场化运作方式管理西城排水设施。2002年，管养的排水设施有14条道路的排水管网118.376千米，泵站10座。至2013年底，管养的排水设施有49条道路的排水管网302.042千米，泵站14座。
东营经济技术开发区。1996年，铺设排水管道7.4千米。1997—2002年，在南一路与登州路交叉口东南角建设1号排涝雨水泵站，安装5台轴流泵。2003—2007年，在康洋路与大渡河路交叉口西南角，建设2号雨水泵站，安装5台轴流泵；在东四路与黄河路交叉口东南角，建设3号污水泵站，安装5台轴流泵；在东五路与运河路交叉口西南角，建设4号雨水泵站，安装5台轴流泵；在东七路与黄河路交叉口西南角，建设5号雨、污水两用泵站，安装4台雨水轴流泵和4台55千瓦污水轴流泵；在东七路与大渡河路交叉口东南角建设6号雨、污水两用泵站，安装8台雨水轴流泵和6台污水轴流泵。
2008—2010年，实施东八路排水和方圆西路排水2项工程；在泉州路与潍河路交叉口东北角，建设7号雨水泵站，安装5台轴流泵；在养殖骨干路东、黄河路南450米处建设滨海新材料园1号雨水泵站，安装5台轴流泵。污水处理采用BOO运作方式，引进北京首创股份有限公司与香港国中水务投资有限公司合资成立东营首创水务有限公司，投资建设东营经济开发区污水处理厂。污水处理厂位于东七路以东，大渡河路以北，占地14.19万平方米，总投资1.15亿元，建设规模为12万吨/天，采用A2/0处理工艺，设计出水水质达到国家一级B标准。集水总面积5616万平方米。2008年6月开工建设，2009年7月实现通水，同年10月开始商业运营。
2011年，先后实施金水小区雨污水管线治理工程、泵站监控系统安装工程、泵站在线监测系统安装工程、泵站检修、维护工程、东五路水系排水闸工程。2013年，实施东四路（广利河—南二路）雨水管线、生态工业园2#雨水泵站工程。
河口区。建区以来，大部分采用雨污混排排水体系。1996—1997年，城区范围有盖板涵排水3500米，涵管排水5661米，明沟排水4450米，检查井68个，雨水井215个。1998年，盖板涵排水增至4972米。1999年，盖板涵排水增至5772米，涵管排水增至5661米。2000年，涵管排水增至6645米。
2001年，盖板涵排水增至7608米，涵管排水增至8908米，雨水井增至304个。2002年，实施雨污混排排水体系，雨排3360米，污排3400米，检查井114个，雨水井374个。2003年，达到雨排50千米，污排40千米，检查井1221个，雨水井2330个，新建泵站3处。2004—2013年，实施仙河社区污水处理厂工程，改造污水泵站3座、污水管线4000米。建设孤岛基地生活污水收集系统。仙河镇污水处理厂新建日处理能力2万立方米的污水处理厂1座，实施河口污水处理厂水质达标改造工程。
2013年底，城区范围内有雨污水管网130千米，其中污水管网116.2千米，雨水管网13.8千米；污水泵站1座，雨水泵站4座，共装设污水泵4台、雨水泵9台。
东营港经济开发区。2006—2013年，雨污管线配套作为道路配套工程一并实施，东营港经济开发区建设局实施84千米的雨水管线、42千米污水管线建设工程。2008年，新建一座EB2雨污泵站，雨水排量11.5立方米/秒，污水排量1.4立方米/秒。2009年，为便于海滨路、港北一路周围企业、道路雨污水收集，建设KB4雨污泵站。2012年，建设CB8雨污泵站、M雨水泵站，港区雨水收集排放能力增至61.5立方米/秒。2013年，建设D雨水泵站、B6污水泵站、B7污水泵站。
二、排污
东营市生活污水处理工作始于1997年。1997年4月，市政府与胜利石油管理局联合成立沙营污水处理厂筹建领导小组。1999年5月，沙营污水处理厂奠基开工，2000年10月竣工投产，设计处理能力10万立方米/日，采用复合生态塘处理工艺，收集处理中心城区的生活污水，出水水质达到国家城镇污水处理厂污水排放二级标准。2003年11月，仙河污水处理站建成投产。2005年1月，广饶县污水处理厂投入使用，设计处理能力2.5万立方米/日。2006年9月，沙营污水处理厂二期项目投产运行，新增污水处理能力6万立方米/日。同月，孤岛污水处理站建成投产。2007年10月，沙营污水处理厂三期工程投产运行，设计处理能力12万立方米/日。原一期工程停止使用。2008年6月，垦利县东兴污水处理厂投入使用，设计处理能力2万立方米/日。11月，河口区污水处理厂、利津县污水处理厂投入使用，设计处理能力均为3万立方米/日。
2009年9月，东营经济开发区污水处理厂投入使用;广饶县污水处理厂二期扩建项目投入使用，总设计处理能力增至5万立方米/日。2011年5月，东营市西城南污水处理厂、河口区第二污水处理厂开工建设，污水处理能力分别为6万立方米/日和2万立方米/日。7月，垦利县东兴污水处理厂扩建提标项目开工建设，新增污水处理能力2万立方米/日。2012年3月，东营市西城北污水处理厂开工建设，设计处理能力4万立方米/日，出水水质达到一级A标准。9月，利津县污水处理厂二期工程投入运行，污水处理能力达到6万立方米/日，出水水质达到一级A。
2013年7月，广饶县污水处理厂提标扩建项目投入使用，总设计处理能力达到7.5万立方米/日，出水水质达到一级A标准。11月，东城北污水处理厂开工建设，设计处理能力4万立方米/日，出水水质达到一级A标准。至2013年底，全市运行的城市生活污水处理厂6座，处理能力36.5万立方米/日，年污水处理量11633.73万立方米。全市污水集中处理率达到95%。