Nalco Water ble stiftet som National Aluminate Corporation i 1928 gjennom en sammenslåing av Chicago Chemical Company og Aluminate Sales Corporation, to selskaper basert i Chicago som selger natriumaluminat for behandling av vann, Chicago Chemical Company solgte produkter hovedakelig til kommuner og industrianlegg for behandling av matevann til kjeler. Aluminate Sales Corporation solgte produkter til jernbaner for å behandle vannet som ble brukt i damplokomotiver.

I 1929 organiserte National Aluminate et lite selskap i Texas med navnet Visco Products Company for å også selge natriumaluminat som et additiv for boreslam som ble brukt i oljebrønner. Dette bidro til å etablere Nalco i oljenæringen.  Da diesel tok over for damplokomotivene, forsvant så å si halvparten av Nalcos virksomhet i USA. Dette ble et vendepunkt for selskapet siden det innså at det måtte diversifisere. Sammen med kjemikalier for kontroll av ugress skapte behandlingen av diesel og forbrenningskatalysatorer muligheter for Nalco på større industrimarkeder.

Selskapet endret offisielt navn til Nalco Chemical Company i 1959 for å gjenspeile det bredere aktivitetsomfanget. Innenfor Nalcos forsknings- og utviklingsinnsats var det en betydelig bevegelse bort fra uorganisk og over til organisk kjemi, og Nalco var pioner innenfor utviklingen av forbedrede syntetiske polymerer for bruk i vannbehandling.

Som svar på kundenes behov under energikrisen på 1970-tallet bidro Nalcos 50 år med erfaring innenfor vannbehandling og petroleumteknologi, sammen med fortsatt aggressive internasjonale utvidelse, til at selskapet greide å opprettholde en sterk vekst.

Et nytt teknisk senter i Naperville i Illinois ble åpnet i 1979 med sofistikerte prosessimuleringsutstyr som for første gang i denne bransjen lot forskerne teste produktenes resultater under driftsforhold på kundenes anlegg. I 1986 ble et kompleks på 300 000 kvadratfot konstruert ved siden av det tekniske senteret, og Nalco flyttet seskapets hovedkontor til Naperville.

På 1980- og 1990-tallet var det økt fokus på miljøet. Nalco var markedsledende og introduserte det nyskapende alternativet til tromler i 1984 – PORTA-FEED® Advanced Chemical Handling System – som bruker enheter i rustfritt stål av diverse størrelser, og som kan tappes fullstendig, stables og er enkelt å bruke på nytt. Nye produkter i teknologien førte Nalco til å utvikle sofistikerte systemer for feilsøking av inntak, kontroll og overvåkning som gir tjenester med ytterligere merverdi til kundene. Historien med pribelønt teknologi inkluderer betydelige fremskritt på mange nøkkelområder. I 1999 fikk Nalcos ULTIMER®-polymerteknologi prisen U.S. Presidential Green Chemistry Challenge Award. Green Chemistry-programmet gir anerkjennelse til og fremmer utviklingen av innovative kjemiske teknologier som forhindrer forurensning, og som har mange anvendelser i mange bransjer. 

En global markedskonsolidering særmerket 1990-tallet idet større bransjer over hele verden tok tak i problemene rundt kjernekompetanse og konkurranseevne. Over to dusin selskaper ble overtatt og integrert inn i Nalco i løpet av tiåret, noe som endte med at Nalco selv ble oppkjøpt i 1999 av Suez Lyonnaise des Eaux, en verdensleder innenfor infrastrukturtjenester. Suez integrerte Nalco med Calgon Corporation og Aquazur – begge to verdensledende organisasjoner innenfor vannbehandling og prosesskjemikalier. I mars 2001 endret selskapet navnet til Ondeo Nalco Company som en del av merkenavnomstillingene til Suez i vanndivisjonen. 

To år senere kjøpte et konsortium bestående av tre amerikanske investeringsselskaper Nalco fra Suez og endret nok en gang navnet på selskapet. I november 2004 ble omsetningen av Nalco Holding Company gjenopptatt på New York-børsen gjennom en børsintrodusering av aksjer. En sterk salgsvekst drev omsetningen av Nalcos aksjer over nivået på 3 milliarder dollar for første gang det året. Investorgruppen foretok en serie sekundære emisjoner fra 2005 til og med tidlig i 2007, da de solgte hele sitt eierskapet i selskapet. 

I 2011 ble Nalco slått sammen med Ecolab.