Aus der Absicht der Fürstentümer Schleswig und Holstein geboren, die Flottenverbände auf Nord- und Ostsee mit einem Durchstich unabhängig von der Durchfahrt durch dänische Gewässer verkehren zu lassen, entstanden nach dem Krieg von 1848-51 eine Reihe von Plänen für ein entsprechendes Bauwerk. Nachdem der Kaufmann Dahlström in einer Denkschrift 1878 auch die wirtschaftliche Bedeutung eines Kanals für die Handelsmarine herausgestellt hatte, wurde mit Reichsgesetz vom 16. März 1887 der Bau beschlossen und ein Jahr später in Angriff genommen.

Der Kanal - ursprünglich von Wilhelm II. zu Ehren Wilhelm I. Kaiser-Wilhelm-Kanal genannt - verläuft von Brunsbüttel in nordöstlicher Richtung durch die Elbmarsch und verläuft, nach einer östlichen Biegung bei Albersdorf parallel zur Eider, um bei Rendsburg dem Lauf des alten Eiderkanals zu folgen.

Zwei Schleusen (150 x 25 m) an den Kanalmündungen schlossen den Kanal gegen tide- und windbedingte Wasserstandsschwankungen auf Nord- und Ostsee ab. Die geforderte Durchfahrtshöhe von 42 m  führte zu hohen Brückenkonstruktionen, wo der Kanal, der das Land gleichsam auf einer Ebene durchquert, das Gelände tief einschneidet. Im Niederungsgebiet sorgen Drehbrücken für die freie Durchfahrt der Schiffe.

Abgesehen davon, daß die Handelsschiffahrt die Verbindung stark beanspruchte, erzwangen die Dimensionen der Schiffe der Kriegsmarine vor dem Ersten Weltkrieg eine Erweiterung der Wasserstraße, die 1907 begonnen wurde. Die Maßnahme, die 1914 abgeschlossen wurde,  führte außer zu einer Verbreiterung der Wasserspiegels und der Kanalsohle auf fast das Doppelte und einer Vertiefung des Fahrwassers von 9 auf 11 m zum Bau zweier größerer Schleusen von 310 m Länge und 42 m Breite. Drehbrücken wurden durch feste Brücken ersetzt, Fähren motorisiert.

Ein zweiter Ausbau zeichnete sich schon in den dreißiger Jahren ab: 1936 wurden die alten Schleusen, die man nach der Errichtung der neuen Schleusen stillgelegt hatte, wieder eingesetzt. Eine umfassende Erweiterung wurde indes durch den Zweiten Weltkrieg  verhindert. Nachdem das Verkehrsaufkommen 1950 wieder den den Stand von vor dem Krieg erreicht hatte, verdoppelte es sich im folgenden Jahrzehnt, um Mitte der sechziger Jahre seinen höchsten Stand zu erreichen. Mit der Renovierung des Kanals, die 1965 begann, erreichte der Kanal bei gleicher Tiefe seinen heutigen Querschnitt. Sowohl die Breite des Wasserspiegels von 162 m als auch der Sohle von 90 m trugen zunehmenden Größe der Fahrzeuge Rechnung. Die Maschinenanlagen waren gleichfalls Gegenstand der Renovierung. einbezogen und die Elektromotoren traten an die Stelle der Druckwassermotoren, die als Antrieb für die Schleusentore gedient hatten.

In 1921 deed zich een incident voor met betrekking tot het Britse ss. 'Wimbledon'. Dit schip vervoerde wapens naar Polen, dat in oorlog was met Rusland. Zich beroepend op zijn neutraliteit in dit conflict, weigerde Duitsland het schip de doorvaart. Het Permanente Hof van Internationale Justitie, waaraan de zaak werd voorgelegd, oordeelde dat Duitsland slechts aan vijandelijke schepen de doorvaart mocht weigeren als het zelf belligerent was. Op 14.11.1936 verklaarde Duitsland eenzijdig zich niet meer gebonden te achten aan de genoemde bepalingen van het Verdrag van Versailles. Niettemin bleef het kanaal tot WO-II open voor alle handelsschepen. Het is omstreden of momenteel het Verdrag van Versailles nog van toepassing is op het kanaal.