Das Mittenwalder Kanalnetz nahm seine Anfänge im Jahr 1951 als die Schöttlkar- Wörnerstraße verrohrt und in den Ländbach entsorgt wurde.
Im Jahr 1960 wurde das Grundstück "Im Stockert" vom Markt Mittenwald erworben, auf dem bis 1962 eine mechanische Kläranlage mit Faulturm errichtet wurde. Zwischen 1975 und 1977 ist diese um eine biologische und 1981 um eine chemische Reinigungsstufe erweitert worden.

Aufgrund verschärfter Einleitwerte entschloss sich der Gemeinderat 1997 zum Neubau einer Kläranlage. Der Betrieb der Entwässerungs- anlage einschließlich Fäkalschlammabfuhr obliegt den Gemeindewerken erst seit dem 1. Januar 1996. Bis zu dieser Übernahme haben die Werke die Abrechnung der Kanalgebühren im Auftrag des Marktes Mittenwald durchgeführt.

Zunächst war sie für eine Größe von 38.500 EW (Einwohnergleichwerte) ausgelegt, so dass ca. 2 Mio m³ Abwasser pro Jahr geklärt werden können.

Dies war zunächst ausreichend, um die Abwassermengen der Orte Krün, Wallgau und Mittenwald zu reinigen. Zwei Jahre später wurde die Ausbaugröße auf 43.000 EW erweitert, um auch den Anschluss der österreichischen Nachbargemeinden Leutasch und Scharnitz bewerkstelligen zu können. Nach Fertigstellung des 7,5 km langen, grenzüberschreitenden Zulaufkanals im Jahr 2003/2004 wurden auch die österreichischen Nachbargemeinden an die KOI angeschlossen. Seitdem werden in einem Kalenderjahr rund 1,7 Mio m³ Abwasser in der Mittenwalder KOI gereinigt.

Diese günstige Konstellation macht die KOI somit zu einer der wirtschaftlichsten Kläranlagen Deutschlands. Seit 2010 liegt der Anschlusswert bei nahezu 100%, wobei das Kanalnetz einschließlich der Hausanschlüsse eine Länge von rund 91 km erreicht hat.