Công trình kết nối đầu tiên giữa biển Bắc và biển Baltic đã được xây dựng trong lúc khu vực nằm dưới quyền cai trị của Đan Mạch-Na Uy. Nó được gọi là kênh đào Eider, kênh đào này tận dụng sông Eider kể nối giữa hai biển. Eiderkanal được hoàn thành trong thời gian trị vì của Christian VII của Đan Mạch năm 1784 và là một phần dài 43 kilômét (27 dặm) của một thủy đạo dài 175 kilômét (109 dặm) từ Kiel đến cửa sông Eider tại Tönning trên bờ biển phía tây. Kênh đào này chỉ rộng 29 mét (95 ft) và sâu ba mét, vì thế chỉ có các tàu có trọng tải dưới 300 tấn mới có thể đi qua.

Trong thế kỷ 19, sau khi Schleswig-Holstein nằm dưới quyền kiểm soát của chính quyền Phổ (từ 1871 là Đế quốc Đức) sau Chiến tranh Schleswig lần thứ hai năm 1864. Hải quân Đế quốc Đức muốn kết nối các căn cứ của mình tại biển Baltic và biển Bắc mà không phải đi qua Đan Mạch để đảm bảo an ninh, ngoài ra, áp lực thương mại cũng đã góp phần khiến người Đức hình thành một con kênh mới.

Tháng 6 năm 1887, việc xây dựng bắt đầu tại Holtenau, gần Kiel. Việc xây dựng kênh đào cần đến 9.000 nhân công trong tám năm. Ngày 20 tháng 6 năm 1895, kênh đào chính thức được Hoàng đế Wilhelm II khánh thành với việc đi từ Brunsbüttel đến Holtenau. Ngày hôm sau, một buổi lễ được tổ chức tại Holtenau và tại đây Wilhelm II đã đặt cho kênh tên gọi Kaiser Wilhelm Kanal (theo tên Hoàng đế Wilhelm I), và đặt viên đá cuối cùng.[4] Việc khánh thành kênh đào được đạo diễn người Anh Birt Acres quay phim và những cảnh còn lại trong thước phim này được bảo quản tại Bảo tàng Khoa học tại Luân Đôn.[5]

Để đáp ứng lưu lượng giao thông ngày càng tăng và nhu cầu của Hải quân Đế quốc Đức, từ năm 1907 đến 1914, kênh đào đã được mở rộng. Việc mở rộng kênh đào cho phép thiết giáp hạm có kích cỡ như Dreadnought đi qua. Điều này có nghĩa rằng các ầu chiến này có thể đi từ biển Baltic đến biển Bắc và ngược lại mà không cần vòng qua Đan Mạch. Các dự án mở rộng đã hoàn thành với việc lắp đặt hai cửa cống lớn hơn tại Brunsbüttel và Holtenau.

Sau Chiến tranh thế giới thứ nhất, Hòa ước Versailles đã quốc tế hóa kênh đào, song Đức vẫn có quyền quản lý. Chính quyền Adolf Hitler đã bác bỏ vị thế quốc tế của kênh đào vào năm 1936. Sau Chiến tranh thế giới thứ hai, kênh đào tái mở cửa cho tất cả các phương tiện thủy.