Eerste waterschappen in de 14e eeuw 

In het noorden van de Gelderse Vallei werden aan het einde van de 14e eeuw de eerste waterschappen langs de Eem gevormd.

In het zuiden trad het Veenraadschap der Geldersche en Stichtsche Veenen vanaf circa 1550 niet alleen op als waterschapsbestuur, maar ook als feitelijk bestuur van de door het schap gestichte veenkolonie Veenendaal. Het was in feite een particuliere commerciële onderneming voor turfwinning.

Verder lag bij Rhenen het waterschap de Dijkstoel der Rhenensche Nude en Achterbergsche Hooilanden, o.a. belast met de schouw over het onderhoud van de Grebbedijk op Utrechts gebied. De Dijkstoel van het Polderdistrict Wageningen en Bennekom had dezelfde taak aan de Gelderse kant.

De 16e eeuw 

In de 16e eeuw werd het Hoogheemraadschap van de Bunschoter Veen- en Veldendijken gevormd. Dit waterschap was belast met de zorg voor de dijken langs de Eem ten noorden van het kasteel Huis Ter Eem (gelegen bij Eembrugge) en langs de Zuiderzee. Het had echter geen zeggenschap over de afwatering van de landen achter die dijken en voor het beheer daarvan werd in de 17e eeuw een aantal kleine waterschappen onder Bunschoten gevormd.

Eenzelfde ontwikkeling deed zich voor onder Eemnes. In 1616 werd door de Staten van Utrecht het Heemraadschap van de Rivier de Eem, beken en aankleve van dien opgericht, dat belast was met de schouw over de afwatering door de beken ten zuiden van Amersfoort naar de Eem en met het onderhoud van de rivier als waterlozing en als scheepvaartweg.

Toen in 1653 de Slaperdijk aangelegd was om het Utrechtse deel van de Vallei ten noorden van de Emminkhuizerberg bij Veenendaal te beschermen tegen de overstromingen van het Rijnwater bij doorbraak van de Grebbedijk, werd het College van de Slaperdijk ingesteld om te zorgen voor beheer en onderhoud van die waterkering.

Het Veenraadschap, de Dijkstoel van de Rhenensche Nude en de Dijkstoel van Wageningen en Bennekom vormden samen met de buurtschappen Manen en Veldhuizen de Collegiën der Exonererende landen voor gezamenlijke belangenbehartiging van het zuidelijke deel van de Vallei.

Deze waterschapsindeling van de Vallei bleef in grote lijnen bestaan tot in de negentiende eeuw. Toen was men wel al doordrongen van de noodzaak tot verandering, omdat de afwateringsproblemen, vooral voor het zuiden van de Vallei steeds groter werden.

De 20e eeuw 

De mogelijkheid om daarin verbetering te brengen kwam echter pas ná de afsluiting van de Zuiderzee door de Afsluitdijk in 1932. Toen werd het mogelijk de waterstand op de Eem beter te beheersen. Daarna werd het Valleikanaal aangelegd.

Een volgende stap was de oprichting van het waterschap Bewesten de Eem (samenvoeging van de waterschappen Eemnes, De Drie Zielen en de Geeren en Drakenburg onder Baarn) in 1963, gevolgd door de samenvoeging van de waterschappen De Langeindsche Maten en lsselt-Middelwijk onder Soest tot het waterschap De Melm in 1969.

Al in 1973 wordt het waterschap De Eem opgericht door concentratie van Bewesten- en Beoosten de Eem, De Pijnenburgergrift, De Melm en 't Hogeland. Het concentratieproces werd in 1988 verder voortgezet met de samenvoeging van de Utrechtse waterschappen De Eem, Heiligenbergerbeek en Grebbe tot Vallei en Eem en van de Gelderse schappen Barneveldse Beek, Lunterse Beek, Wageningen en Ede, en Grebbedijk tot Gelderse Vallei.

Recente geschiedenis

Tenslotte kwam per 1 januari 1993 het waterschap Gelderse Vallei en Eem tot stand, dat nu alle waterstaatkundig bijeen behorende gebieden in de streek omvatte.

Uiteindelijk werd op 1 januari 1997 het huidige Waterschap Vallei & Eem gevormd.