Tutto inizia con un voto popolare. È il 20 settembre 1909, qundo i romani con un referendum indetto dal Consiglio comunale, scelgono di municipalizzare i servizi elettrici di Roma. Un "sì" che segna il primo passo verso la modernizzazione della capitale. Sotto la guida del sindaco Ernesto Nathan e dell'assessore al Tecnologico, Giovanni Montemartini, viene creata l'Azienda Elettrica Municipalizzata, per tutti l'Aem. Nel 1911 iniziano i lavori di costruzione della Montemartini, la prima centrale pubblica per la produzione di energia elettrica che, a circa trent'anni dalla breccia di Porta Pia, cambia l'immagine di Roma. Tra il 1915 e il 1918 l'Aem subisce un rallentamento delle attività, causato dalla chiamata alle armi di molti dipendenti, ma negli anni Venti dà avvio a un periodo di grandi trasformazioni. Nel 1926 cambia il suo nome in AEG (Azienda Elettrica del Governatorato) ma nel '37, con l'affidamento da parte del comune della gestione della rete idrica, diventa AGEA (Azienda Governatoriale Elettricità ed Acque) la società che, tre anni dopo, realizzerà l'acquedotto del Peschiera, uno dei più grandi d'Europa. Dopo il secondo conflitto mondiale, con la nascita della Repubblica, l'azienda muta un'altra volta acronimo. Nasce così l'ACEA, l'Azienda Comunale Elettricità e Acque, che durante la fase di ricostruzione post-bellica amplia l'acquedotto del Peschiera per assicurare l'approvvigionamento idrico della capitale. Negli anni Cinquanta-Sessanta, Acea segue l'evoluzione urbanistica della città. Nel 74, il comune le affida il recupero di 82 borgate della periferia romana. Vengono realizzate condotte idriche e reti fognarie, viene avviata l'installazione di lampade al sodio, più luminose ma con minori consumi, e si costruisce la centrale di Tor di Valle per produrre energia elettrica e, utilizzando i fumi degli scarichi, acqua calda per il teleriscaldamento.
Agli inizi degli anni Ottanta, il Campidoglio le affida la rete dei depuratori e l'illuminazione pubblica. Nell'89, pur conservando lo stesso acronimo, assume la nuova denominazione di Azienda Comunale Energia e Ambiente per sottolineare la sua maggiore attenzione alle tematiche ambientali e allo sviluppo sostenibile dei territori. Negli anni Novanta, l'assetto normativo dei servizi pubblici viene profondamente modificato e così Acea nel 1999 è quotata in Borsa, attraverso la cessione da parte del Comune di Roma del 49% del capitale sociale. Nello stesso anno, si aggiudica gare internazionali nel settore idrico in alcuni paesi dell'America Latina. Nel 2001, grazie al decreto Bersani, Acea acquisisce il ramo di distribuzione di energia elettrica che Enel già gestiva a Roma e che costituiva circa il 50% della rete. Nel 2002 nasce la joint venture Acea-Electrabel per la generazione, il trading e la vendita di energia elettrica. Successivamente completa la gestione del servizio idrico in 112 comuni della provincia di Roma e inizia ad acquisire partecipazioni in società del settore idrico di altre regioni. Nel 2006 entra anche nel settore Ambiente con l'acquisto di Tad Energia e Ambiente, una strategia di crescita che porterà Acea a trattare fino 1.8 milioni di tonnellate di rifiuti all'anno e a diventare uno dei più importanti operatori dell'Italia centrale.
Oggi Acea è uno dei maggiori gruppi industriali italiani che gestisce servizi idrici, distribuzione di energia elettrica, illuminazione pubblica e artistica, produzione di energia da fonti rinnovabili, trattamento e
valorizzazione dei rifiuti. Nel settore idrico è il primo operatore nazionale, con circa 10 milioni di abitanti serviti in sei regioni del centro Sud Italia a cui si aggiungono altri 10 milioni di abitanti in sud America.