1988年，临沭县环境保护办公室成立，为二级单位（副科级），隶属于县建委。1990年，县政府成立县环境保护局，为正科级事业单位，县环境保护办公室整建制划归县环境保护局。1993年，县环保局改为县环境保护办公室，并成立环境保护监测站，建起监测楼，配备监测仪器和药品。1995年，复称县环境保护局,增设环境监理收费站（为股级事业单位）。1997年，设立环境保护稽查队。2002年，各乡镇配备环保科员。县环境保护局内设办公室、财务科、管理科、法制信访宣传科4个事业科室，环境监测站、环境监督收费站、环境保护执法大队（副科级单位）3个直属事业机构。2003年，县环保局设立牛腿沟废水资源化管理所（副科级全额预算事业单位）。
临沭县环境保护局主要职责是负责全县的水质、大气、固体废物监测，对排污单位征收排污费，对违反环境保护法的单位和个人给予处罚，对新上项目给予环境影响评价。