Die Kläranlage wurde in den Jahren 1961 bis 1963 errichtet. In den Jahren 1967 und 1968 erfolgte eine erste Erweiterung. Die zweite Erweiterung in den Jahren 1976 bis 1980 war erforderlich, um den gesetzlichen Ansprüchen für die Reinigungsleistung gerecht zu werden. Von 1990 bis 1996 erfolgte die dritte Erweiterung der Anlage um die erhöhten Anforderungen aus dem Dringlichkeitsprogramm des Landes Schleswig Holstein vom 01.08.1989 zu erfüllen. Die dritte Erweiterung war ausgelegt auf 30.600 biologische Einwohnergleichwerte.

Mit der Baumaßnahme 2017 bis 2020 wurde u. a. auf die zunehmende hydraulische Belastung bei Hochwasser reagiert. Aufgrund des Ausbaus der Großschlachterei und der zunehmenden hydraulischen Belastung durch Fremdwasser wurde im Betriebsjahr 2017 im ersten Schritt ein weiteres Speicherbecken errichtet. Ab 2018 wurden die Belebung und die Nachklärung um zwei zusätzliche Belebungskaskaden und zwei Nachklärbecken erweitert. Mit den letzten beiden Bauabschnitten wurde die Kläranlage Kellinghusen aktuell auf 48.500 EW erweitert.