1992 durch den Rat der Stadt Köln ins Leben gerufen war es die Aufgabe der AVG Köln, die Vorgaben des Abfallwirtschaftskonzeptes aus dem Jahr 1988 umzusetzen. Es galt die vorgesehene Infrastruktur mit Verwertungs- und Behandlungsanlagen aufzubauen und die Anlagen zu betreiben. Bis dahin landete der gesamte Abfall der Stadt Köln auf der Deponie Vereinigte Ville in Erftstadt-Liblar.

In den Anfangsjahren gründete die AVG Köln gemeinsam mit privaten Entsorgungsunternehmen Gesellschaften zur Sortierung und Verwertung von Baumisch- und Gewerbeabfällen sowie zur Kompostierung von biogenen Abfällen. Gleichzeitig begann sie mit den Planungen für die Kompostierungsanlage und die Restmüllverbrennungsanlage.

Innerhalb von sechs Jahren entstanden zwei Gewerbeabfallsortieranlagen, zwei Baumischabfallsortieranlagen, die Kompostierungsanlage, die Restmüllverbrennungsanlage und die Ascheaufbereitungsanlage. Zusätzlich übertrug die Stadt Köln der AVG Köln 1998 den Betrieb der Deponie Vereinigte Ville.

Um den lockeren Unternehmensverbund zu stärken und schlagkräftiger zu machen, übernahm die AVG Köln 2009 die Beteiligungsgesellschaften komplett.

Unter der Dachmarke AVG entstand 2014 ein einheitlicher Unternehmensauftritt, der auch nach außen hin den gemeinsamen Geschäftskern und die Bündelung der Kräfte dokumentiert. Neben der AVG Köln firmieren die AVG Ressourcen GmbH für den Bereich Gewerbe- und Baumischabfälle sowie die AVG Kompostierung GmbH für die Verarbeitung biogener Abfälle. Die AVG Service, zuständig für Wartung und Instandhaltung, komplettierte 2015 die Unternehmensgruppe.

Die AVG Logistik führt die Abfalltransporte zwischen den Abfallbehandlungsanlagen der AVG-Gruppe und den mit ihr verbundenen Unternehmen in der Region durch.