Geschichte
1936 leitete der Kreis Stormarn ein Verfahren zur Unterschutzstellung des Billetals ein, um eine zunehmende Bebauung zu verhindern. Im Februar 1939 erfolgte die Ausweisung eines Teils des Billetals im Amtsbezirk Reinbek als zu schützender Landschaftsteil im Rahmen des Reichsnaturschutzgesetzes. Mitte 1941 mussten aufgrund des Einspruchs des Landesforstmeisters forstfiskalische Flächen davon ausgenommen werden.
Ab Mitte der 1950er-Jahre engagierte sich die Gemeinschaft für Fischereibiologie und Naturschutz e. V. Reinbek (GFN) für den Schutz des Billetals, das 1973 zunächst zum Landschaftsschutzgebiet Bille wurde. Vier Jahre später beantragte die GFN die Ausweisung des Billetals als Naturschutzgebiet. Auch der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e. V. (BUND) trieb 1981/82 auf Basis eines Forschungsprojekts der Technischen Universität Berlin die Bemühungen um verschärfte Schutzmaßnahmen voran.
Trotz der Kritik von Umweltschützer:innen an der Trassenplanung führt der im Juni 1982 freigegebene Abschnitt der Bundesautobahn 24 durch das Billetal. Aufgrund der weiteren Gefährdung des Gebiets, u. a. durch Entwässerungsvorhaben, setzte sich der Beirat für Naturschutz des Kreises Stormarn für eine Beschleunigung des Verfahrens ein. 1985 wurde die Unterschutzstellung eingeleitet und das Billetal 1987 als Naturschutzgebiet ausgewiesen. Der BUND, der Naturschutzbund Deutschland e. V. (NABU), der Naturschutzverein Bille e. V. sowie die GFN schlossen sich zur ehrenamtlichen Gebietsbetreuung in der Arbeitsgemeinschaft Naturschutzgebiet Billetal zusammen.
1988 lehnte der Kreis einen geplanten Kiestagebau bei Grande in unmittelbarer Nähe des Naturschutzgebiets wegen möglicher Gefährdungen des Billetals und der Zuflüsse ab. Einen seit 2004 beim Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie angesiedelten Antrag für einen Quarzsand-Tagebau zog die Glinder Firma Koops nach Protesten von Anwohnern und Naturschützern 2014 zurück.
1994 ließ die Untere Naturschutzbehörde des Kreises Stormarn ein Gutachten mit Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen zum Billetal erstellen. Ab Mitte der 1990er-Jahre kam es zu Konflikten wegen der geplanten Magnetschwebebahn Transrapid, die das Naturschutzgebiet durchqueren sollte. Der Stormarner Kreistag befürchtete wegen der Linienführung u. a. Beeinträchtigungen des Naturschutzes und lehnte die Pläne ab, die dann 2000 eingestellt wurden.
2007 wies die EU das Billetal als Teil des Flora-Fauna-Habitats (FFH) Bille als Gebiet von gemeinschaftlicher Bedeutung aus, im Januar 2010 als Besonderes Erhaltungsgebiet.