为适应学科发展，清华大学环境工程系1997年更名为环境科学与工程系。1998年新增市政工程博士点和环境科学硕士点。1999年取消教研组建制，设立五个研究所：水质科学与工程研究所、大气污染与控制研究所、固体废物污染控制与资源化研究所、环境系统分析研究所和环境模拟与污染控制国家重点联合实验室。2000年在全国一级学科评比中，清华大学环境科学与工程学科点获第一名。同年，获环境科学与工程一级学科博士学位授予权。2001、2006年蝉联环境工程国家重点学科，继续担任教育部环境科学与工程教学指导委员会主任单位。2002年增设“环境科学研究所”。

自2001年起，以“985工程”一期建设和清华大学第21次教育讨论会为契机，制定了反映环境学科特点和发展趋势、与世界一流大学接轨的全新的教学体系，建设了一批高质量课程，锻炼和培养了一批年轻教学骨干。实验教学条件得到改善，实验教学内容大幅度调整，开设了水处理工程、大气污染控制工程、环境监测、环境微生物等实验课程。