Vor der Industrialisierung war die Wupper sauber und fischreich. Ab dem 19. Jahrhundert wurde sie durch die wachsende Bevölkerung und Industrie und immer mehr Abwasser und Abfall, die in den Fluss entsorgt wurden, massiv verschmutzt. Der letzte Lachs wurde in den 1830er-Jahren gesichtet. Durch die enorme Verschmutzung wurde die Wupper als „schwarzer Fluss“ bekannt. Noch bis 1980 galt sie als fischfrei. Durch Bemühungen von Kommunen, der Industrie und des Wupperverbandes konnte die Gewässergüte bis heute bedeutend verbessert werden. Insbesondere der Ausbau der Kläranlagen durch den Wupperverband hatte einen großen Anteil daran, dass sich die Wasserqualität der Wupper wieder deutlich gebessert hat. Der Erfolg zeigte sich auch in der Wiederbesiedlung der Wupper: Neben Kleinstlebewesen haben sich auch wieder Fische und Neunaugen im gesamten Flussgebiet angesiedelt. Darunter auch besonders geschützte, sensible Arten wie Lachs, Äsche, Bach- und Flussneunauge, die hohen Anforderungen an die Wasserqualität stellen.

Um die Wupper wieder für Fische durchgängig zu machen, wurden Wanderhindernisse wie kleinere Wehre entfernt und Fischaufstiege gebaut. Die gezielte Ansiedlung von Fischen – die durch ehrenamtliche Mitglieder von Fischereivereinen erfolgt – wird durch die Renaturierung des Flusses unterstützt. Große Steine verändern die Fließgeschwindigkeit und bieten Schutzräume und Laichgrund für die Fische. Im Stadtgebiet von Wuppertal wurden zum Beispiel bereits rund 13 Kilometer von insgesamt 15 Kilometer Fließstrecke der Wupper naturnah gestaltet. Weitere Beispiele für Projekte an der Wupper sind in Leichlingen/Balker Aue, Wipperfürth-Ohl oder auch im Wupperabschnitt Wipperfürth bis Hückeswagen zu finden.

Der Wupperverband setzt Projekte zur Renaturierung und naturnahen Gewässerentwicklung um und arbeitet hier eng mit den Kommunen, Grundstückseigentümern und am Fluss ansässigen Unternehmen zusammen. Dass in der Wupper wieder bestimmte Fischarten leben, ist nicht nur auf die Verbesserung der Wasserqualität und Wiederherstellung einer naturnahen Gewässerstruktur zurückzuführen. Wanderfische wie Lachse und Meerforellen, die durch den Rhein ins Meer ziehen, mussten zunächst wieder angesiedelt werden. Als Teil des Wanderfischprogramms des Landes Nordrhein-Westfalen wird deshalb auch in Wuppertal an der Umsetzung gearbeitet. Lachsbrütlinge werden dafür vom Bergischen Fischereiverein 1889 e.V. in einem Bruthaus in Wuppertal-Beyenburg aufgezogen und in geeigneten Gewässerabschnitten der Wupper ausgesetzt.

Auch an der Dhünn befindet sich zur Förderung von Artenschutzbemühungen ein Salmoniden-Bruthaus an der Auermühle in Leverkusen-Schlebusch. Durch die weitere Renaturierung der Wupper und die große Unterstützung vieler Freiwilliger der Fischereivereine bei der Umsetzung des Wanderfischprogramms kann der Fluss wieder Heimat für bedrohte Wanderfische sein.