СМУП "Горводоканал" осуществляет также водоотведение и очистку сточных вод. Централизованная система канализации города в основном раздельная для отвода хозяйственно-бытовых сточных вод от жилой застройки и сточных вод промышленных предприятий, прошедших локальную очистку.
В 2014 году объем услуг по водоотведению по г. Смоленску составил 23,8 млн. куб. м (на 30% меньше, чем в 2006 году). Данная динамика обусловлена основной группой потребителей - населением, по остальным группам потребителей (бюджетные организации и прочие потребители) наблюдаются разнонаправленные изменения с незначительной тенденцией к уменьшению.
Общая протяженность канализационных сетей всех видов в однотрубном исчислении составляет 423,6 км (с 2006 года увеличилась на 6,2 км). Доля канализационных сетей с износом более 70%, находящихся на балансе СМУП "Горводоканал", составляет 36,2%.
Для перекачки сточных вод в городе работает 29 канализационных насосных станций, большинство из которых построено в 60 - 70-х годах прошлого века. Резерв производительности большинства канализационно-насосных станций находится в пределах 20 - 50%, в том числе по наиболее крупным от 26 до 40%. Средний уровень износа основных средств по транспортировке сточных вод на начало 2015 года составляет 80%.
Используемая вода поступает на 4 комплекса городских очистных сооружений, которые обеспечивают полную биологическую очистку. Кроме того, в ведении СМУП "Горводоканал" находятся системы бытовой канализации поселков Гнездово, Красный Бор, Миловидово, Рябиновая поляна, Гедеоновка, микрорайона Шейновка. Срок эксплуатации очистных сооружений города Смоленска составляет более 20 лет. Средний уровень износа объектов по очистке сточных вод на начало 2015 года составляет 76,2%. В соответствии с результатами анализов очищенных сточных вод на выпусках очистных сооружений за 2013 год эксплуатируемые городские очистные сооружения, а также очистные сооружения "Шейновка", "Красный Бор", "Гнездово" не обеспечивают требуемого уровня очистки сточных вод по многим показателям.