帯広市は、明治16年に開拓が始まって以来、十勝川、札内川などの良質の水に恵まれて発展してきました。しかし、戦後のめざましい発展に伴い、水に関するいろいろな問題が起きました。一つは地下水の汚染がひどくなり、昭和25年に調査をしたところ、ほぼ市内全域にわたり地下水の汚染が確認されました。二つ目は、道路側溝が火防用水として利用できる道路が、市内中心部の一部にしかなく、市民の不安を拭うためには上水道の整備しかありませんでした。三つ目には、従来は農業主体の産業でしたが、農畜産物加工をはじめとする各種産業振興のため、産業用水の確保も必要となってきました。

このような背景もあり、昭和27年に、帯広市民においしくて安全な水を安定的に届けるため、現在の稲田水源地において、札内川の伏流水（河川やその流域の地下を流れる地下水の一種）を水源として、給水人口4万人、1日最大給水量9千立方メートルの計画で始められました。これが帯広市水道事業の始まりです。

その後、市の発展と人口の増加に伴い、昭和36年、43年、48年、58年と4回にわたり拡張事業の認可を得ながら事業を拡大し、増え続ける帯広市民へ水道水の供給を続けてきました。

更に昭和56年には、将来の水需要が更に増大することを見据えて、第2の水源として、帯広市ほか4町2村（音更町、幕別町、芽室町、池田町、中札内村、更別村）を構成団体とする、十勝中部広域水道企業団を設立させ、中札内ピョウタンの滝の上流にある札内川ダム下流から取水し、7市町村に水道水を供給する広域水道施設の建設がはじまり、平成7年度から各市町村に送水を行っています。

現在、帯広市民に供給する水道水は、稲田水源地と、十勝中部広域水道企業団からの受水の2つの水源により供給しており、質・量とも安心して利用できます。

また、令和2年度からは、太平地区と大正地区といった農村地区の水道事業を統合し、帯広市簡易水道事業とするとともに、都市部と農村部の一体的な管理運営を開始し、事業の効率化と水道水の安定供給を行っています。

帯広市の下水道は、昭和30年代前半に、十勝の中心都市として急速に都市化が進むことに伴い、都市の生活環境悪化への対応が必要になったことから、全国的に展開されている都市の基盤整備を帯広市でも手がけるため、昭和34年中心市街地216haの区域に合流式（雨水と汚水が一緒に下水道管に流れる方式）の方法により整備を開始したのが帯広市の下水道事業の始まりです。
また、同年には下水道条例も制定され、翌昭和35年から雑排水（台所排水等）とし尿浄化槽の設備がある水洗便所からの下水の排水が開始され、帯広市の下水道の供用開始となりました。

昭和37年には帯広川下水終末処理場の建設に着手し、し尿の処理もできる本格的な下水道事業を目指して建設が開始され、昭和42年には、鎮橋（しずめばし）中継ポンプ場と帯広川下水終末処理場の第一期工事が完成し、昭和43年4月に帯広川処理区で待望の下水処理を開始しました。
このことにより、従前は終末処理施設がないため、雑排水に限定されていた下水の排水が、し尿にも拡大され、現在と同じような処理ができるようになりました。
その後、昭和44年に新都市計画法が施行され、市街化区域の下水道施設の計画決定が必要になり、翌昭和45年に下水道基本計画を策定し、施設整備を図ってきました。
この計画により、十勝川の水質保全を目的とした、流域下水道事業も策定され、十勝川浄化センターの建設により、帯広川、南帯広（平成6年度十勝川処理区に併合）に十勝川処理区を加えた、3つの処理区による整備が行われてきました。
十勝川処理区については、認可当初は帯広市の第3番目の処理場として建設に着手しましたが、昭和49年帯広圏広域下水道として事業認可変更を行い、芽室町及び音更町が編入され整備されることになりました。更に昭和52年全国的に水質汚濁が問題になる中、公共用水域である十勝川の水質保全を目的に十勝川流域下水道事業計画が策定され、既に区域編入されていた1市2町に幕別町を含めた1市3町を処理区域とし、事業主体を北海道とする十勝川流域下水道事業が開始されました。　

更に平成7年度には特定環境保全公共下水道事業を導入し、川西、愛国、大正地区の下水道整備にも着手し、平成12年までに供用が開始されました。
この結果、現在ではほとんどの市民が下水道を利用することができるようになりました。

また、令和2年度からは、農村下水道事業と都市部の下水道事業の一体的な管理運営を開始しました。