2004年7月1日，国家环境保护总局开始实施根据行政许可法和环境影响评价法等法律制定的《环境保护行政许可听证暂行办法》。

2004年7月，备受社会瞩目的《国务院关于投资体制改革的决定》出台，该决定更多地被专家解读为“审批体制改革”。国家发改委对于企业不使用政府投资建设的项目，一律不再实行审批制，区别不同情况实行核准制和备案制。

2004年12月9日，环保总局发布了《严格电站环评项目坚决制止电站无序建设》，强调环境影响评价要有法必依。

接着，12月27日，该局又向公众通报了68家不合格环评单位的处理情况，要求全面整顿环评行业秩序，坚决查处违法违规单位和行为。

2005年1月18日，环保总局宣布停建金沙江溪洛渡水电站等13个省市的30个违法开工项目，并表示要严肃环保法律法规，严格环境准入，彻底遏制低水平重复建设和无序建设。第一次环保风暴发威。

2005年2月3日，环保总局表示，已经与国家发改委一起于1月26日共同下发了《关于加强水电建设环境保护工作的通知》，要求在水电开发规划、建设、运行和管理中严格执行环境影响评价制度，确保水能资源的可持续利用。这表明，在首次“环保风暴”中，发改委已经成为环保总局的有力支持者。

2005年2月28日，环保总局宣布：绿色GDP核算试点工作在10省市启动。试点包括三方面内容：建立地区环境核算框架；开展污染损失调查，建立地区污染经济损失估算模型和估算方法，确定估算技术参数；在污染损失调查、污染实物量核算和环境污染治理成本调查的基础上开展环境核算。

2005年的“环保风暴”取得阶段性的胜利，30个违法开工项目全部接受了行政罚款，具体数额不等。但长江三峡总公司承建的金沙江溪洛渡水电站等3个水电站的罚款数额最高，分别被罚款20万元。

2005年4月1日，国家环保总局叫停圆明园防渗工程。4月13日，圆明园湖底防渗漏工程听证会在国家环保总局举行后，清华大学就防渗工程展开环境影响评价；7月7日，环保总局要求防渗工程进行全面整改；8月中旬，圆明园管理处按要求进行了整改。

2005年10月8日召开的中共十六届五中全会，把“加快建设资源节约型、环境友好型社会”明确地写入《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》。

2005年11月1日，经国务院同意，发展改革委、环保总局、科技部、财政部等部委联合下发通知，正式启动国家循环经济试点工作。

2005年11月13日，中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故，导致松花江水受到严重污染。为防范可能发生的松花江水污染危险，哈尔滨市停水4天，沿江其他城市也采取措施积极应对。

2005年12月2日，国家林业局局长周生贤接替因松花江污染事件引咎辞职的解振华，执掌国家环保总局。

2005年12月8日，国家环保总局发出周生贤签署的紧急通知，决定在全国范围内开展环境安全大检查，重点指向重要江河干流及其主要支流沿线的大中型企业。解振华因松花江污染事件去职后，环保总局依然高调为政，“举一反三”。

2006年1月初，国内首个有关环境保护的“民生指数”，在国家环保总局的指导下，由环境文化促进会和零点调查公司共同编制完成，并向社会公布，这项指数的意义在于，它是人们更清楚地看到，公民虽然对环保问题高度关注，但真正参与度却很低。

2006年2月7日，国家环保总局打出重拳：从即日起，对9省11家布设在江河水边的环境问题突出企业实施挂牌督办；对127个投资共约4500亿元的化工石化类项目进行环境风险排查；对10个投资共约290亿元的违法建设项目进行查处。是为第二次环保风暴。

2006年2月14日，国务院发布了《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》。《决定》确定的七项重点任务中，五项任务的主要工作是污染防治，污染防治的任务最为繁重，是重中之重。

2006年2月22日，国家环保总局发布《环境影响评价公众参与暂行办法》，意在推动普通百姓参与环保的积极性。

2006年4月17日举行的全国环保厅局长会议上，周生贤说，中国的环保工作已经进入了一个新阶段。这个阶段的特点是承上与启下相接，困难与希望同在，机遇与挑战并存。

2006年7月26日，南京举行全国饮用水源地保护专项执法检查现场会。继2005年“环保风暴”之后，国家环保总局酝酿新一轮的“环保问责风暴”，矛头直指饮用水源地污染问题。2006年，国家环保总局限期清理整顿饮用水源地保护区内的污染源和排污口。对查处的案件，环保部门将定期在新闻媒体曝光，包括一级保护区内被取缔、二级保护区内停产限期整顿的排污企业名称，和影响饮用水源地水质限期整治的企业名单。

2006年7月31日，国家环保总局全面启动组建11个地方派出执法监督机构，并公开选拔15名副司级领导干部。11个地方派出执法监督机构包括华东、华南、西北、西南、东北等5大环境保护督查中心（以下简称督查中心）和上海、广东、四川、北方、东北、西北等6个核与辐射安全监督站（以下简称监督站），均为环保总局派出的司局级建制的执法监督机构。

2006年，不断有专家、学者提出“环保总局升级为部”。

2007年1月10日，国家环保总局又一次掀起了“环保风暴”，82个项目涉及1123亿元的投资被叫停。环保总局吸取了前两次风暴中的教训，采用了“相对有效的措施”，即“区域限批”，这是环保部门成立近30年来首次启用这一行政惩罚手段。