Die Anfänge der Abwasserentsorgung in der Stadt Leipzig gehen auf das 13. Jahrhundert zurück. Als damals die Straßen gepflastert wurden, hob man in der Straßenmitte offene Gräben aus, die das Regenwasser, die Abfälle und das Schmutzwasser aufnahmen.
Über 200 Jahre vergingen, bis gegen 1740 ein zentrales, innerstädtisches Entwässerungsnetz aufgebaut wurde. In großen Stil begann die Stadt 1833 mit dem Bau einer Abwasserkanalisation. Das Kanalsystem regelte den Abfluss in den Stadtgraben, die Pleiße und den Elstermühlgraben. Leipzig besitzt noch heute ein so genanntes Mischwassernetz, in dem Schmutz- und Regenwasser gemeinsam abgeleitet werden.
Im November 2007 nahmen die Leipziger Wasserwerke ein neues Belebungsbecken in Betrieb. Das Becken der Biologie D hat ein Volumen von 27.000 Kubikmetern. Somit hat das Klärwerk jetzt 97.000 Kubikmeter Belebungsbeckenvolumen und hält damit die seit 2008 behördlich geforderten Ablaufwerte (EU-Anforderung) ein. Damit leisten die Leipziger Wasserwerke einen wichtigen Beitrag zum nachhaltigen Umwelt- und Gewässerschutz im Großraum Leipzig.
Insgesamt betreiben die Leipziger Wasserwerke 23 Kläranlagen in ihrem im Entsorgungsgebiet. Das Klärwerk Rosental ist davon die größte Abwasserreinigungsanlage der Stadt und Region Leipzig. Es befindet sich im Nordwesten der Stadt, an einem geographisch günstig gelegenen Tiefpunkt. Die Abwässer fließen zum größten Teil im freien Gefälle zur Anlage. Es wurde im November 1894 als eines der ersten Klärwerke Deutschlands in Betrieb genommen.