2011年，兰州市旧标(API)优良天数242天。

2011年12月，省委书记王三运到甘肃工作后，明确要求兰州市把大气污染治理工作作为一项重大民生工程，举全市之力打一场大气污染治理的整体战攻坚战。

2012年初，兰州市委、市政府指出，加强对工业污染、燃煤污染、面源污染、扬尘污染和机动车尾气污染等的专项治理，坚决打赢治理大气污染的整体战攻坚战。也就是从这年开始，兰州市确定详细的年度计划，明确每年污染治理的具体目标、重点任务和实施步骤，确保治污工作科学有序推进。

2012年，兰州市确定“凡煤必改、应改尽改”的原则，决定对城区全部燃煤锅炉进行治理改造，热电联产范围内的燃煤供热锅炉一律拆除并网，其余的实行天然气、电等清洁能源改造。

2012年11月，省委常委、兰州市委书记虞海燕到兰州后，主持召开的第一个专题会议就是研究大气污染治理工作，兰州市大气污染综合治理整体战攻坚战全面提速。

2012年，兰州市旧标(API)优良天数为270天，比上年增加28天。

2013年，大气污染治理工作全面攻坚。

2013年2月3日，人民日报头版报道兰州市治污工作《兰州治污重现蓝天》，高度评价我市在大气污染防治工作方面取得的成绩，同时对今后的治理成果寄予厚望。

2013年3月1日，兰州市委办公厅、市政府办公厅联合印发《兰州市大气污染治理总体工作方案(2013-2015年度)》，提出了八大工程、31项举措、464个重点治污项目，力争通过三年的努力，彻底甩掉大气严重污染城市的黑帽子。同时，启动低标号燃油的退市工作，并逐步开始禁止销售90号及以下低标号燃油。

2013年3月30日，国家环境监测总站发布2013年3月部分城市的空气质量月报，在按照新标准发布空气质量的74个城市中，兰州市位居第十二位。

2013年4月1日，兰州市燃煤供热锅炉及其污染物“双清零”行动全面启动，全市所有燃煤供热锅炉全部查封，具备条件的进行拆除。

2013年12月31日，兰州市公安局环境保护分局正式挂牌成立。这是全国第三个、西北首个成立的公安环保分局，标志着兰州市环保工作将迈入全新的依法治污阶段。

2013年，兰州市旧标(API)空气优良天数再次增加，为299天，比上年增加29天。稳定退出了十大污染城市行列。

2014年8月，国家环保部在兰州市召开包括京津冀在内的14个治污任务较重的城市大气污染防治座谈会，介绍推广兰州市的做法并概括为“兰州经验”，并强调对全国治污具有重要启示意义。初步统计，先后有220多个兄弟城市来兰州调研治霾工作。

2014年10月，兰州市引入无人机空中监测，现场取证企业偷排偷放。

2014年12月29日，环保部门依法对兰石化进行处罚，这表明在大气污染治理方面，有一最基本的原则：谁污染，谁就要承担责任。

2014年，兰州旧标(API)优良天数达313天，比上年增加4天，创2001年有监测记录以来全年天气优良率指标最好成绩。新标达标天数250天。

2013年和2014年，兰州城市环境空气质量由全国末位上升至中游，成为全国环境空气质量指数下降最快的城市之一。

2015年9月20日，兰州市提前启动“冬防”工作。

2015年11月30日，世界气候大会在法国巴黎召开，兰州作为全国唯一的非低碳试点城市应邀参会，荣获联合国气候变化框架公约组织秘书处、中国低碳联盟、美国环保协会、中国低碳减排专委会联合颁发的“今日变革进步奖”。

2015年截至12月16日，兰州市提前完成全年(新标)250天优良天数的目标任务。