As investigações surgiram em janeiro de 2010 para apurar a existência de um grupo de extermínio que atuava no Estado da Paraíba. A partir desse momento, as forças estaduais e a Polícia Federal passaram a atuar em conjunto para investigar a conduta do grupo, que além de extermínio também traficava armas e outros crimes conexos.
Foram mobilizados 222 policiais federais, militares e civis que cumprirão 19 mandados de prisão e 38 mandados de busca e apreensão nas cidades paraibanas de João Pessoa, Bayeux e Santa Rita, e no Distrito Federal. Nove mandados de prisão foram expedidos em desfavor de policiais militares.
A denominação Águas Limpas para a operação está relacionada a uma das acepções do nome Paraíba, significando águas revoltas, turvas, tendo as instituições envolvidas na investigação o intuito de combater a criminalidade, depurando, inclusive, as próprias corporações responsáveis em combater a violência.