桐乡污水处理处理工程于1998年8月经浙江省计经委批准立项，投资概算1.5亿元，污水厂处理工艺为A2/O法，出水水质执行国家一级排放标准。该工程于2000年4月正式开工兴建，2001年9月底厂区形成日处理污水2.5万吨/日的能力，到2003年5月5万吨/日处理规模全部投产，于2005年11月通过了浙江省发改委组织的项目竣工验收。根据相关部门文件要求，2014年11月开始，污水厂进行了提标改造，将出水指标由原先的一级B提升至了一级A，2015年年底，提标改造工程顺利完工，目前运行状况良好。2019年1月，《城镇污水处理厂污染物主要排放标准》（DB2169-2018）正式颁布实施，桐乡市城市污水处理厂在2019年12月前完成情节排放改造，现正处于试运行阶段。