Nalco Water fue fundada con el nombre de National Aluminate Corporation en 1928 mediante la fusión de la Chicago Chemical Company y la Aluminate Sales Corporation, dos empresas con sede en Chicago que vendían aluminato de sodio para tratar el agua. Chicago Chemical Company vendía principalmente a municipios y a plantas industriales para los tratamientos de calderas alimentadas por agua. Mientras que Aluminate Sales Corporation vendía a los ferrocarriles para tratar el agua utilizada en locomotoras a vapor.

En 1929, National Aluminate creó una pequeña empresa en Texas llamada Visco Products Company para vender también aluminato de sodio como aditivo para el lodo de perforación que se utiliza para perforar pozos petrolíferos. Esto ayudó a Nalco a establecerse en la industria del petróleo.  La sustitución de las locomotoras a vapor por unidades diésel acabó con prácticamente la mitad de los negocios de Nalco en Estados Unidos. Esto supuso un auténtico punto de inflexión para la compañía, pues comprendió la necesidad de diversificación. Los tratamientos de combustible diésel y catalizadores de combustión, junto con los productos químicos de control de malezas para los ferrocarriles, crearon oportunidades para Nalco en los mayores mercados industriales.

El nombre de la compañía cambió oficialmente a Nalco Chemical Company en 1959 para reflejar el ámbito de la ampliación de la actividad. Entre los esfuerzos de investigación y desarrollo de Nalco, se produjo un movimiento significativo de la química inorgánica a la orgánica y Nalco fue pionera en el desarrollo de importantes polímeros sintéticos para su uso en el tratamiento del agua.

Satisfacer las necesidades de los clientes durante la crisis energética de los 1970, los 50 años de experiencia de Nalco en tecnología del petróleo y tratamiento del agua y una potente expansión internacional ayudaron a la compañía a mantener un fuerte crecimiento.

En 1979 se inauguró un nuevo centro técnico en Naperville, Illinois, con sofisticados equipos de simulación de procesos que, por primera vez en esta industria, permitieron que los investigadores probaran el rendimiento del producto en las condiciones operativas de la planta del cliente. En 1986 se construyó un complejo de 300.000 pies cuadrados junto al centro técnico y Nalco trasladó su sede corporativa a Naperville.

Un énfasis creciente en el medioambiente marcó las décadas de los 1980 y los 1990. Liderando el mercado, en 1984 Nalco introdujo una innovadora alternativa a los barriles, el sistema avanzado de manejo de productos químicos PORTA-FEED®, que cuenta con unidades de acero inoxidable de distintos tamaños que son totalmente drenables, apilables y fácilmente reutilizables. Las innovaciones tecnológicas condujeron a Nalco a desarrollar sofisticados sistemas de diagnóstico de alimentación, control y monitoreo que ofrecen más servicios de valor añadido a nuestros clientes. Nuestra historia de tecnologías premiadas incluye avances significativos en muchas áreas clave. En 1999, la tecnología de polímeros ULTIMER® de Nalco recibió el Premio del Certamen Presidencial Sobre la Química Verde de EE. UU. El programa de Química Verde reconoce y promueve el desarrollo de tecnologías innovadoras de productos químicos que previenen la contaminación y tienen diversas aplicaciones industriales. 

La consolidación del mercado mundial marcó la década de los 1990 ya que las principales industrias a nivel mundial abordaron asuntos de competencias básicas y competitividad. Nalco adquirió e integró más de dos docenas de empresas durante una década que culminó en 1999 con la adquisición de Nalco por parte de Suez Lyonnaise des Eaux, líder mundial en servicios de infraestructuras. Suez integró a Nalco con Calgon Corporation y Aquazur, ambas organizaciones líderes mundiales en tratamiento del agua y procesos químicos. En marzo de 2001 se cambió el nombre de la compañía por Ondeo Nalco Company como parte de la renovación de la marca de la división de agua de Suez. 

Dos años después, un consorcio de tres compañías de inversión estadounidenses compró Nalco a Suez y volvió a darle un nuevo nombre a la compañía. En noviembre de 2004, la nueva Nalco Holding Company reanudó sus operaciones en la Bolsa de Nueva York a través de una oferta pública inicial de acciones. El fuerte crecimiento de las ventas hizo que los ingresos de Nalco superaran la marca de 3 mil millones de dólares por primera vez ese año. El grupo inversor realizó una serie de ofertas de acciones secundarias desde 2005 hasta principios de 2007 con las cuales se desprendieron por completo de su propiedad de la compañía. 

En 2011, Nalco se fusionó con Ecolab.