进入本世纪初，沈阳市环境监测中心站步入了一个全新的历史发展阶段，在经历沈阳创建国家环保模范城市、2008奥运和2013年全运会保障、国家环境空气新标准实施、辽河流域污染治理、沈阳新一轮“蓝天行动”等一系列环保重要变革和快速发展时期中，沈阳市站不断开拓进取、与时俱进，以“监测立站，科研强站”为方针，面向社会，服务政府，不断开拓沈阳环境监测工作的新局面。

2004年沈阳被确定为全国首批室内环境空气质量监督管理试点城市，2005年作为全国农田土壤污染调查监测工作试点城市，沈阳市站均出色完成了试点工作任务；2008年北京奥运会期间中心站代表国家环境监测总站成功进行东北地区空气质量预报；2009年被环保部批准建设“国家环境保护大气有机污染物监测分析重点实验室”，并于2011年由环保部发文授牌；2010年被环保部和科技部确定为“国家环保科普基地”；2013年，与国家环境监测总站合作共同完成《环境空气质量评价技术规范》的编制；2014年1月1日起，沈阳市站正式向社会公众发布AQI预报信息，使沈阳成为全国第一批开展AQI预报的城市。在此期间，沈阳市站组织编写的“十五”、“十一五”《沈阳市环境质量报告书》获全国优秀环境质量报告书一等奖 。

即将进入“十三五”新的发展时期，沈阳市站将在现在的基础上，求实创新，主动适应环境保护新常态，全面深化环境监测预警体制改革，以环境质量考核、评估、预警为主线，紧紧围绕打赢大气、水体、土壤污染防治三大战役，深化重点区域领域环境风险综合预警，强化突发事件应急监测能力，完善面向社会的环境监测信息公开与共享机制，全面优化环境质量评价方法，重点强化大气和地表水预报预警能力，构建农村环境监测业务网络，推进土壤环境质量监测，使沈阳环境监测继续取得新的发展，满足社会和公众对环境监测工作日益增长的新的需求。