Nell'allora comune era già presente dal 1859 l' Associazione dei Carpentieri di Sestri Ponente, che si occupava anche del primo soccorso e trasporto dei feriti.
Nel 1906 nasce la "concorrente" Croce d'Oro, con cui i primi anni di coesistenza non sono privi di attriti. La Croce d'Oro si scioglierà nel 1914 e la maggior parte dei volontari confluiranno nella Croce Verde.
Nel 1919 la Croce entra a far parte della Federazione Nazionale delle Pubbliche Assistenze.
Durante il Biennio rosso e poi con l'inizio del ventennio fascista la Croce Verde, a causa della sua decisione di mantenersi politicamente neutrale, unita però all'orientamento dichiaratamente antifascista di alcuni dei suoi militi e soci, attira le attenzioni dei neonati gruppi di fascisti.
Negli anni successivi il Partito Nazionale Fascista e i suoi sostenitori riusciranno ad imporre un consiglio filo-fascista, sostenendo successivamente che non erano necessarie le elezioni per il rinnovo del consiglio, in quanto era stato "abolito il sistema elettorale che in regime fascista non ha ragione di essere" (comunicazione del fascio sestrese al presidente della PA del 22 novembte 1935). La "fascistizzazione" dell'ente, seppur mai particolarmente marcata (anche se vi furono dei membri esplulsi per le loro posizioni antifasciste), unita al periodo di crisi economica che si ebbe dopo l'ingresso in guerra, porta ad una notevole diminuzione dei soci e soprattutto dei volontari, che si invertì dopo l'8 settembre 1943, quando la Croce divenne una dei centri clandestini della Resistenza cittadina.
Il 9 novembre 1924 nasce la Sezione sportiva, per coordinare le varie attività sportive che venivano già allora effettuate più o meno costantemente dai militi (al tempo principalmente calcio e ginnastica, a cui si aggiungeranno, negli anni successivi al dopoguerra, pallavolo, podismo, pesca sportiva e ping-pong). La squadra ginnica si distinse in diverse competizioni, tra cui il Concorso Ginnico Nazionale di Roma del 1933, mentre la squadra di calcio, prima del temporaneo scioglimento a causa della guerra, vinse diversi tornei tra le categorie dilettantistiche.
Nel 1925 la Croce Verde Sestrese diviene un Ente Morale, per evitare di essere assorbita dalla Croce Rossa Italiana (destino toccato a molte altre pubbliche assistenze, in parte poi rifondate al termine della guerra). Nello stesso anno viene aperta ufficialmente la sezione sportiva e, con la nascita della sede sestrese della Società nazionale di salvamento, chiude il servizio di "Asilo di salvamento", gestito dalla pubblica assistenza fin dal 1908 presso i bagni Spinola (il comune di Sestri e il vicino comune di Cornigliano, oggi zone industriali senza accessi liberi al mare né zone di mare balneabile, al tempo attiravano ancora numerosi bagnanti e disponevano di diversi stabilimenti balneari).
Nel 1931, in occasione di alcune esercitazioni aeree in Liguria, il presidente della Croce decide di iscriverla come Socia Vitalizia all'Unione Nazionale Protezione Antiaerea, facendola divenire la prima società di pronto intervento ligure iscritta.
Il 14 giugno 1940, dopo 4 giorni dalla dichiarazione di guerra dell'Italia nei confronti della Francia, navi francesi bombardano Sestri Ponente, provocando diversi morti e feriti. Il seguente intervento della Croce Verde è quindi con molta probabilità il primo intervento di una pubblica assistenza, conseguente ad azioni di guerra sul territorio nazionale, dall'ingresso dell'Italia nella Seconda guerra mondiale.
Nel 1942, con l'inizio dei bombardamenti da parte degli Alleati, vennero istituiti diversi rifugi nella delegazionbe: nei due principali vennero organizzate (e rimasero operative fino alla fine della guerra) delle postazioni fisse di pronto soccorso la cui gestione viene affidata ai militi della Croce.
Il 9 settembre 1943, il giorno dopo l'armistizio, la sede della Croce Verde divenne uno dei luoghi di smistamento delle armi abbandonate dai soldati e dai fascisti. Nei mesi successivi la sede della pubblica assistenza verrà più volte perquisita, ma i nazifascisti non riusciranno mai a trovare prove del coinvolgimento dell'ente e dei suoi volontari (che in diverse occasioni nascosero e fecero fuggire partigiani e antifascisti ricercati usando le lettighe) con la lotta di Liberazione.
Il 13 luglio 1946, dopo poco più di un anno dal termine della guerra, avviene una riunione di tutte le pubbliche assistenze della provincia di Genova, e si decide la creazione di una Associazione provinciale delle PP.AA. e l'hanno dopo, durante la prima riunione, il presidente della Croce Verde, Alessandro Zanchi, viene eletto presidente e come sede dell'associazione viene scelta la sede della Croce Verde stessa. Il 15 e 16 novembre si svolge a Genova il Congresso nazionale delle Pubbliche Assistenze, dove si ricostituisce l'Associazione Nazionale Pubbliche Assistenze (ANPAS) (erede della vecchia Federazione Nazionale sciolta nel 1930 da Vittorio Emanuele III che ne aveva trasferito i compiti alla Croce Rossa Italiana, in cui erano state fatte confluire molte delle associazioni che ne facevano parte). Come presidente viene scelto Alessandro Zanchi (che rimarrà in carica dal 1947 al 1954) e la Croce Verde di Sestri diverrà anche la sede nazionale dell'Associazione nazionale per diversi anni.
Sempre nel 1946 alcuni volontari che lavoravano nelle industrie San Giorgio, i cui reparti erano stati trasferiti ad Ovada durante la guerra per sfuggire ai bombardamenti, decidono di continuare in loco il loro operato e di fondare una nuova pubblica assistenza, con il nome di Croce Verde Ovadese: la Croce Verde di Sestri dona alla neonata consorella uno dei suoi carri-lettiga e del materiale sanitario necessario per aprire un ambulatorio di pronto soccorso.
Il 14 febbraio 1953, dopo quasi un secolo di vita, si scioglie l' Associazione dei Carpentieri di Sestri Ponente: questa donerà alla Croce Verde, come forma di simbolico passaggio di consegne, il libro dei verbali, diversi arredi e la barella con cui fu trasportato da alcuni volontari dell'Associzione Giuseppe Garibaldi nel 1862, dopo essere stato ferito in Aspromonte, cimelio che è tutt'oggi conservato nella sede della Pubblica Assistenza.
Il 12 giugno 1956, dopo alcuni anni di preparazione (l'idea risale al gennaio 1948) un gruppo di volontari della Croce fondano il Gruppo Donatori Sangue, in collaborazione con l'ospedale locale, che è ancora oggi molto attivo.
Nell'aprile del 1970 nasce il Gruppo Micologico, con lo scopo di effettuare studi e classificazioni sui funghi tipici della zona genovese. Dal 1980 in poi il gruppo ha organizzato numerose mostre, sia nella sede della pubblica assistenza che in altre località della provincia di Genova e del basso Piemonte. Nel 1986, in collaborazione con gli altri due gruppi sestresi dell''Università popolare e del Cineclub Sestri, organizza in città una serie di mostre e manifestazioni che ottengono risalto nazionale, compresa una mostra allestita nell'atrio del palazzo comunale, che ricostruiva l'habitat di diverse specie di funghi di alcune regione italiane. Il Gruppo Micologico fa anche parte del C.A.M.P.A.L., il Coordinamento delle associazioni micologiche piemontesi aostane e liguri.
Il 24 giugno 1990 la presidente della Croce Verde, Tea Benedetti (figura cittadina di primo piano nelle lotte operaie dei decenni precedenti), viene eletta presidente della Federazione delle PPAA liguri. Nel 1991 la pubblica assistenza decide di divenire ente di diritto privato, cambio che verrà ufficializzato con la delibera della giunta regionale ligure 1035/92 del 31 marzo 1992.
Del 1999 la Croce Verde è l'editore del "Il Corriere di Sestri", mensile di informazione e cronaca sestrese (e successivamente di tutta la circoscrizione VI Medio Ponente), fondato nel 1951 e stampato oggi in circa 1500 copie.