Nach dem Zweiten Weltkrieg war die Abwasserentsorgungssituation im Kreis Pinneberg nicht besonders gut. Nur 45 Prozent der Haushalte hatten überhaupt einen Wasseranschluss - nur 18 Prozent waren an eine Kläranlage angeschlossen. Dementsprechend schlecht war der Zustand von Pinnau und Krückau, die notwendigerweise zur Entsorgung genutzt wurden. Die Abwasserbelastung war für die Flüsse einfach zu stark.

In den 60er-Jahren begann die Politiker, nach Lösungen zu suchen. 1963 wurde der Vorentwurf für den Abwassersammelkanal im nordwestlichen Hamburger Randgebiet beschlossen. Zwei Jahre später schlossen sich 30 Gründungsmitglieder zum "Zweckverband Hauptsammler West" zusammen. 1968 entstand der Name Abwasser-Zweckverband Pinneberg. Am 9. Oktober 1973 wurde das Klärwerk eingeweiht und seitdem weiter ausgebaut. 1987 beschloss der Landtag ein Programm zum Schutz der Robben in Nord- und Ostsee vor Phosphor im Wasser. Auch der AZV Pinneberg errichtete eine Anlage, um dem Wasser diesen Stoff zu entziehen. 1990 wurde wieder gebaut, und eine Faulanlage mit eigenem Blockheizkraftwerk entstand. 2005 wurde gemeinsam mit dem Naturschutzbund der Wassererlebnisbereich eingeweiht, der in unmittelbarer Nähe des Klärwerks zum umweltpädagogischen Lernen einlädt. Am 1. Januar 2009 gründete der AZV Pinneberg das Kommunalunternehmen AZV Südholstein, welches seither auch die Abwasserentsorgung in den Ortsnetzen vieler Mitgliedsgemeinden übernimmt.