2009年2月25日，市政府召开了上海市创模推进暨第四轮环保三年行动计划启动大会，下发了《上海市人民政府关于实施上海市2009年-2011年环境保护和建设三年行动计划的决定》（沪府发[2009]11号） 和《上海市人民政府办公厅关于印发上海市2009年-2011年环境保护和建设三年行动计划的通知》（沪府办发[2009]3号），第四轮环保三年行动计划开始正式实施。
    第四轮环保三年行动计划指导思想：按照“建设生态文明”的要求，抓住世博契机，深入贯彻落实科学发展观，以污染减排和持续改善环境质量为核心，充分体现“以人为本、治本为先、城乡一体、争创一流”的工作思路和要求，综合运用经济、法律、技术和必要的行政手段，持续加强污染全过程预防与控制，切实推进经济发展方式转变，加快建设资源节约型、环境友好型城市。
    第四轮环保三年行动计划基本原则：坚持“三重三评”，更加突出科学推进计划实施。即在全面推进中重治本、综合治理中重机制、资金投入上重实效；环境保护的成效让市民评判、社会评价、科学数据评定。坚持“三个并举”，更加突出聚焦重点解决问题。即污染防治与生态保护并举，更加突出源头预防；基础设施建设和体制机制完善并举，更加注重机制创新；中心城区与郊区并举，更加突出消除城乡环境差异。坚持“三个整合”，更加突出综合推进环境保护。即整合条块力量，形成工作合力；整合管理手段，提高环境管理水平和效率；整合推进机制，实现全社会共同参与。
    第四轮环保三年行动计划总体目标：全面完成污染减排等“十一五”规划明确的各项环保目标任务，努力建成国家环境保护模范城市，使上海的环保工作继续走在全国前列，以良好的环境质量为成功举办世博会创造条件，为“十二五”及今后发展奠定基础。
    主要指标是：城市环境基础设施能力和水平得到进一步提升，污水收集管网覆盖所有建成区和规划保留的乡镇，全市污水处理率达到83%以上，城镇生活污水处理率超过90％；生活垃圾无害化处理率达到85％以上；污水处理厂污泥、垃圾渗滤液得到妥善处理；危险废物、医疗废物集中收集和安全处置水平进一步提高。污染减排进一步拓展和深化，“十一五” SO2、COD分别削减26%和15%的目标争取提前完成，大气中NOx、VOCs、O3和水体中N、P等污染控制有一个很好的起步，产业结构调整加快，重点领域循环经济发展形成特色。污染控制和环境整治取得新突破，在机动车尾气污染控制、扬尘污染控制和河道整治等方面形成长效机制，在郊区工业区环境整治、噪声污染治理和农村环境整治等方面取得新进展。环境质量进一步改善，饮用水安全得到进一步保障，河道消除黑臭；空气质量优良率保持在85%以上，力争达到90％左右；建成区人均公共绿地达到13.1平方米，绿化覆盖率达到38.2%。
    第四轮环保三年行动计划主要任务：计划共安排了260个项目，总投资约820亿元，按照7个重点领域和1个综合政策法规配套分成8个专项实施：
    1、水环境保护和治理专项共有84个项目，重点是建成青草沙水源地原水工程，对黄浦江水系自来水厂实施深度处理改造；完成竹园第一污水处理厂升级改造及白龙港和郊区11座污水处理厂的扩建；建设西干线改造、白龙港区域南线东段和配套的黄浦江过江管线以及郊区一批污水收集管网工程；建成白龙港、竹园等11个污水处理厂污泥处理工程；完成366公里黑臭河道、57公里骨干河道整治；全面推进本市太湖流域水环境综合治理。
    2、大气环境保护和治理专项共有20个项目，重点是完成所有燃煤电厂脱硫改造和小机组关停；2009年对全市轻型车和重型柴油车提前执行“国四”新车排放标准，世博会前全市所有出租车和中心城区内公交车达到“国三”及以上排放标准，对高污染车辆进一步实施限行和淘汰政策，全面推行在用车简易工况法检测维护（I/M）制度；完成所有加油站油气回收，开展部分石化企业VOCs治理，制订电厂氮氧化物控制计划并实施试点示范；并继续加强扬尘污染控制。
    3、固体废物利用与处置和噪声污染控制专项共有19个项目，重点是完成江桥生活垃圾焚烧厂技改扩能和郊区几个垃圾综合处理工程，建成生活垃圾内河集装化运输体系，实现老港垃圾填埋场、江桥垃圾焚烧厂等渗滤液达标处理，实施老港1、2、3期封场和生态修复，启动老港生活垃圾焚烧厂建设；完成近900个高速公路、城市快速干道沿线敏感点的整治，并进一步理顺噪声污染防治管理机制。
    4、工业污染防治专项共有19个项目，重点是按规划完成吴泾工业区环境综合整治，启动杭州湾沿岸和金山卫石化集中区域环境整治工作，以奉贤塘外、金山第二化工区、宝山大场地区、南汇摈海和老港地区以及浦东合庆等地区为重点加快污染企业调整，以污水全部实现集中处理为重点推进郊区工业区环境基础设施规范化建设和环境整治。
    5、循环经济和清洁生产专项共有21个项目，重点是在上海化学工业区等9个工业园区按国家标准开展循环经济试点和生态工业示范园区建设，在宝钢股份公司等企业开展清洁生产，完善覆盖全市的电子废物和废旧物资回收利用体系，扩充脱硫石膏、旧沥青综合利用能力，启动嘉定朱桥、老港等静脉产业园区建设。
    6、农业与农村环境保护专项共有13个项目，重点是在农业生产基地推进以种养结合、畜禽粪尿还田、化肥农药减量等为主要内容的生态农业，在农村以村沟宅河整治、生活污水治理、生活垃圾收集、“四旁林”建设等为重点实施300个村庄环境规范化整治，由点及面，逐步缩小城乡环境差异。
    7、生态保护和建设共有42个项目，重点是努力打造环境友好型世博园区，加快推进崇明生态岛建设，继续推进外环生态专项、公共绿地和郊区涵养林、隔离林、防护林建设，推广屋顶、垂直、悬挂立体绿化建设，提高绿化建设生态效益。
    8、政策法规专项共有32个项目，重点是研究落实污水管网建设、村庄环境整治、污染减排、资源回收利用等相关配套支持政策，完善相关环境法律法规，按标准化规范要求加强环境监测、监察、应急和信息化能力建设。