Nalco Water a été fondée en 1928 sous le nom de National Aluminate Corporation par la fusion de la Chicago Chemical Company et de l'Aluminate Sales Corporation, deux sociétés basées à Chicago et dédiées à la vente d'aluminate de sodium pour le traitement de l'eau. La Chicago Chemical Company avait pour clientèle principale les municipalités et les usines industrielles, pour le traitement de l'eau d'alimentation des chaudières. Aluminate Sales Corporation vendait ses produits aux compagnies de chemin de fer pour le conditionnement de l'eau utilisée dans les locomotives à vapeur.

En 1929, National Aluminate créa au Texas une petite entreprise du nom de Visco Products Company. Son but était de vendre de l'aluminate de sodium en tant qu'additif pour la boue de forage utilisée dans les puits de pétrole. Ceci a aidé Nalco à s'implanter dans le secteur pétrolier.  Le remplacement des locomotives à vapeur par des systèmes diésel mit un terme à la moitié des activités de Nalco aux États-Unis. Cela marqua un tournant majeur pour l'entreprise, qui comprit alors la nécessité de se diversifier. Le traitement du mazout et du carburant diesel, les catalyseurs de combustion, ainsi que les produits chimiques contre les mauvaises herbes dans le domaine des chemins de fer donnèrent à Nalco l'opportunité d'étendre son activité à des marchés industriels plus larges.

L'entreprise adopta officiellement le nom de Nalco Chemical Company en 1959 pour refléter l'élargissement de son champ d'activités. À travers ses efforts de recherche et développement, Nalco opéra une transition majeure de la chimie inorganique vers la chimie organique et joua un rôle de pionnier dans le développement d'importants polymères synthétiques utilisés pour le traitement de l'eau.

Répondant aux besoins des clients durant la crise énergétique des années 1970, les 50 années d'expérience de Nalco dans les domaines du traitement de l'eau et des technologies pétrolières, associées à une expansion mondiale continue et agressive, permirent à l'entreprise de continuer sa forte croissance.

Un nouveau centre technique ouvrit ses portes en 1979 à Naperville, dans l'Illinois. Doté d'équipements sophistiqués permettant la simulation de processus, il fut le premier du secteur à permettre aux chercheurs de tester la performance des produits dans les conditions d'exploitation des usines des clients. En 1986, un complexe de 300 000 pieds carrés fut bâti à côté du centre technique et Nalco déplaça son siège social à Naperville.

Les années 1980 et 1990 furent marquées par l'importance croissante de l'environnement. Leader sur le marché, Nalco introduisit en 1984 une alternative innovante aux fûts : le système avancé de manipulation des substances chimiques PORTA-FEED®, des unités en acier inoxydable de tailles variées, entièrement vidangeables, empilables et faciles à réutiliser. Des innovations technologiques amenèrent Nalco à développer des systèmes de diagnostic, contrôle et surveillance sophistiqués offrant à nos clients un service à plus grande valeur ajoutée. Parmi nos nombreuses technologies primées figurent des avancées importantes dans plusieurs domaines clés. En 1999, la technologie polymérique ULTIMER® de Nalco reçut le Presidential Green Chemistry Challenge Award des États-Unis. Le programme Green Chemistry récompense et promeut le développement de technologies chimiques innovantes qui préviennent la pollution et ouvrent la voie pour des applications industrielles étendues. 

Les années 1990 furent marquées par une consolidation du marché mondial alors que les plus grands secteurs d'activité du monde faisaient face à des problèmes de compétence de base et de compétitivité. Plus de deux douzaines d'entreprises furent acquises et intégrées à Nalco au cours d'une décennie qui atteignit son point culminant avec l'acquisition en 1999 de Nalco elle-même par Suez Lyonnaise des Eaux, leader mondial des services d'infrastructure. Suez fusionna Nalco avec Calgon Corporation et Aquazur, deux leaders mondiaux de la chimie dans le domaine du traitement des eaux. En mars 2001, l'entreprise fut rebaptisée Ondeo Nalco Company dans le cadre de la refonte de l'image de marque de la division eau de Suez. 

Deux ans plus tard, un consortium composé de trois sociétés d'investissement américaines acheta Nalco à Suez et changea de nouveau le nom de l'entreprise. En novembre 2004, la nouvelle entreprise Nalco Holding Company reprit ses opérations à la bourse de New York par le biais d'un premier appel public à l'épargne. Cette année-là, une forte augmentation des ventes permit à Nalco de dépasser pour la première fois le seuil des 3 milliards de dollars de chiffre d'affaires. Le groupe d'investisseurs mena de 2005 jusqu'à début 2007 une série d'appels à l'épargne sur le marché secondaire, avant de se dessaisir entièrement de l'entreprise. 

En 2011, Nalco fusionna avec Ecolab.