人類利用化學消毒劑進行殺菌消毒是從19世紀初開始的。1820年第一代化學消毒劑漂白粉問世后，人們將其主要用于飲用水消毒和感染創傷的治療上，并取得了良好地效果，開辟了化學殺菌消毒的第一個里程碑。此后，人們相繼發現了第二代消毒劑環氧乙烷，第三代消毒劑戊二醛。新一代高效化學消毒劑終于在千呼萬喚中問世，這就是被稱作第四代殺菌消毒劑的二氧化氯。

二氧化氯誕生于1811年，早年人們并未用它殺菌消毒，直到1940年前后次氯酸鈉工業化生產之后，人們才開始大規模使用。1940年美國的尼亞加拉大瀑布率先采用它處理飲用水，取得良好效果，之后迅速推廣到全世界。人們陸續發現用氯氣對飲用水進行消毒時，水中的有機物會與氯氣發生取代反應，生成有機氯化合物，有機氯會在人體內積留產生慢性累積中毒，還會誘發癌病，世界環保聯盟即將全面禁止使用氯氣用于飲用水的消毒，建議采用廣普性、具有強氧化性的高效消毒劑二氧化氯進行飲用水的消毒。二氧化氯已被聯合國衛生組織（WHO）列為AⅠ級消毒劑。

中國應用二氧化氯消毒技術始于八十年代。1987年，廣東省衛生監督部門批準其可以用于食品消毒、保鮮及食品設備、用具消毒。1990年上海衛生管理部門批準其可以用于水處理、食品加工以及水產養殖、除臭等。我國衛生部也在2000年前明確提出，逐步用二氧化氯替代氯氣進行飲用水的消毒。