广州市政府早在1996年便开展了垃圾分类居民调查，并于1999年正式倡议居民实施垃圾分类。
2000年，广州市被列为全国8个垃圾分类收集试点城市之一，出台了《垃圾分类收集服务细则》等一系列文件，将生活垃圾分为不可回收垃圾、可回收垃圾和有害垃圾三大类。越秀、海珠等区的垃圾分类覆盖率达到20%至39%左右，起步最早、速度最快的荔湾区垃圾分类覆盖率甚至达到100%。
2004年，“生活垃圾分类收集和分选回收工程”被列为广州申亚20项重大环保工程之一。政府计划用5年时间，形成垃圾分类法规的基本框架，依法分类收集利用。2005年，越秀区试点餐厨垃圾单独收集处理。
2006年，广州市出台《广州市“十一五”持续推进创建国家环境保护模范城市工作实施方案》（穗府办〔2006〕38号），提出：力争2008年前完成中心城区生活垃圾回收网络建设，2010年前完成全市网络建设，使生活垃圾分类收集的普及率达到75%，生活垃圾分类收运处理率达到40%。
2009年，广州市城市管理委员会挂牌成立，适遇番禺生活垃圾焚烧发电厂建设引发选址周围居民抗争与抵制的“番禺风波”，决定顺应居民呼吁，起草《关于全面推广生活垃圾分类处理工作的意见》，全面推广生活垃圾分类。2010年1月起，广州掀起轰轰烈烈的垃圾分类高潮，并在越秀区东湖街、荔湾区芳村花园、番禺海龙湾和华景新城等社区试点全面推广垃圾分类。
2010年5月，经市政府批准，《意见》下发到各区和县级市。《意见》要求，到2011年1月，各区、县级市将建成3～5个餐厨垃圾处理基地，初步形成餐厨垃圾处理循环体系，争取全市中心城区垃圾分类知晓率不低于90%，参与执行率不低于60%，分类收集率不低于85%，再生资源回收率在现有基础上提高3%～5%，亚运场馆生活垃圾分类收集率达到100%，实现生活垃圾终端减量20%，其中越秀区减量不低于30%。同时，各区将配置统一样式的分类容器。自此，广州市生活垃圾分类步入了政府主导推广阶段。
2011年1月14日，广州市政府第13届130次常务会议讨论通过《广州市城市生活垃圾分类管理暂行规定》（广州市人民政府令第53号）。该《暂行规定》从2011年4月1日起施行，是我国第一个专门针对垃圾分类的规范性文件。2011年3月3日，广州市城市管理委员会确定越秀区广卫街等16条街道、从化与增城的6个社区，以及市、区、街党政机关、全市城区中小学校、农贸市场，岭南集团属下酒店宾馆、保利物业与万科物业服务生活小区为生活垃圾分类先行实施区域，决定每年每月第四周周六为“垃圾分类全民行动日”，并决定从2011年3月26日起，派出18名副处长深入先行实施区域蹲点指导，确保先行实施区域的街道、居民生活区生活垃圾分类工作顺利开展。
2012年4月5日，广州市政府第14届11次常务会议讨论通过《关于落实<广州市第十四届人民代表大会第一次会议关于罗家海等20名代表联名提出的〈关于推进城市废弃物处置利用，发展循环经济的议案〉的决议>实施方案》（以下简称《实施方案》），是推进城市废弃物处置、发展循环经济利用的一个重要举措。该《实施方案》明确了中期垃圾分类、设施建设、行业创新等方面的实施计划和中长期垃圾治理发展战略，对于推进垃圾分类、促进垃圾源头减量和资源利用、完善垃圾治理体系、提高垃圾治理能力具有重要意义。2012年5月28日，市政府常务会议研究通过成立“广州市固体废弃物处理工作办公室”，负责《实施方案》的贯彻落实，全面推进固体废弃物处置利用和发展循环经济工作。
2102年7月10日，广州市委、市政府、市人大和市政协联合召开3000余人参会的“广州市生活垃圾分类处理部署动员大会”。大会总结了垃圾分类试点涌现出来的“东湖模式”、“广卫模式”、“南华西模式”和“万科模式”，提出三年内广州垃圾分类走在全国前列和2012年底前全市全面推开城市垃圾分类的具体目标，并要求集全市之力，坚定不移推行垃圾分类，坚决打赢垃圾分类攻坚战、持久战，确保实现到2015年全市生活垃圾焚烧处理能力达到每日1.2万吨，城市生活垃圾资源化回收率达到50%，无害化处理率达到100%，餐厨垃圾分类收运处理率达到90%的目标。此后，每年7月10日都召开四套班子出席的全市垃圾分类处理大会。
2012年的7•10大会前后，广州社会各界举办了一系列有关垃圾分类的活动。2012年7月8日，《新快报》在荔湾区冲口街聚龙村杏花社区启动“垃圾不落地，分类我参与”新快样本，广州日报报业集团在天河区凯旋新世界启动“垃圾分类广州范本”连环炮，广州市城市管理委员会在万科金色家园启动“按袋计量收费”试点和在猎德街凯旋新世界花园启动“专袋投放”试点。2012年8月4日，市政府倡议成立了“广州市城市固体废弃物处理公众咨询监督委员会”，负责对广州生活垃圾分类处理重大项目建设、决策进行咨询、监督、评议。
2014年5月开始，广州市示范推广垃圾分类第三方企业化服务模式，先后在增城等8个区建立了示范街、镇。在不到一年的时间内，这些示范点已回收废玻璃2416吨、废木材1502吨、废塑胶1400吨和废碎布8万吨，有效推动了源头分类和二次分拣，减少了焚烧填埋处理的垃圾量。2015年2月16日，广州市出台《广州市购买低值可回收物回收利用管理暂行办法》，扶持企业参与低值可回收物的回收利用，走出了一条以物质回收利用促进垃圾分类的可持续发展道路。
