海河水系有漳卫、子牙、大清、永定、潮白等河。根据海河水系形成与演变及历代治水活动情况，海河水利史大体上可分为四个时期。
1.先秦至南北朝时期（589年以前）
古黄河频繁改道，曾北流从渤海湾入海。相传公元前2000多年前，大禹治水就涉及当时的古黄河下游今海河流域的许多河流。据《尚书·禹贡》记载，先秦时期黄河经过大陆泽以后，"又北播为九河，同为逆河，入于海"，说明当时尾闾呈多股散漫分流入海，并受到海潮的顶托。战国中期以后，随着下游两岸筑堤，黄河在河北平原的流路开始相对稳定。王莽始建国三年（公元11年），黄河由北流改为东流，主流从今山东利津入海。河北平原各河开始摆脱黄河控制，受北部永定河冲积扇和南部黄河冲积扇的共同压迫，东汉、三国时期逐步由分流入海向汇流入海演变，从而形成了海河水系。在海河水系形成过程中，此区有许多治水活动。
战国魏文侯（前445～前396）时，邺令西门豹引多沙河流漳河水淤灌田地，是见于文字最早的海河流域的灌溉工程。战国末期，督亢地区（今涿州、高碑店、固安一带）引拒马河水灌溉田地，成为当时燕国的富庶之地。西汉时，曾于蒲吾县（今鹿泉西北）开太白渠，引绵蔓水（冶河）溉田。东汉时，曾维修西门豹所修漳水支渠，并在上党（今山西长治）、汲县（今河南卫辉）等地引水灌溉；在潮白河水系开垦稻田八千余顷。
东汉建安（196～220）年间，海河流域水运发展很快。曹操为了统一北方，于建安九年（204）率军北渡黄河，进攻袁绍余部，在今淇县、浚县一带筑枋堰将淇水遏入白沟，以通粮道。此后，为北征乌桓，又陆续开凿平虏渠和泉州渠。平虏渠位于渤海湾西岸，沟通了滹沱水和泒水（今大清河系）；泉州渠是从泉州城东南引滹沱水，北过雍奴县（今武清）东流入鲍丘水（今白河）。后又开凿新河，自鲍丘水向东穿过庚水（今州河）、封大水（今陡河），再东汇于濡水（今滦河）。从而首次实现了黄河、海河、滦河三大水系的航运联通。曹操还在西门豹引漳工程的基础上兴建了天井堰，引漳水向邺城（今临漳县邺镇） 供水。曹魏嘉平二年（250），河北道都督刘靖在今北京市西郊湿水（今永定河）上建戾陵堰，开车箱渠引水灌溉蓟城、昌平、潞县一带万余顷农田，形成永定河灌溉史上的大灌区；西晋元康五年（295）， 以及北魏、北齐和唐代都有重修的记载。南北朝时，北魏、北齐相继整修过古督亢灌区，效益大增。
北魏熙平二年（517）前后，海河流域连年大雨，洪水泛滥，遍及今漳卫、子牙、大清、永定、潮白及蓟运等水系，重灾区是冀州（今河北省衡水、沧州两市南部）、定州（今河北省石家庄、邢台两市北部及保定市南部）、瀛洲（今河北省沧州、保定两市北部及天津市南部） 、幽州（今北京市、河北省廊坊、唐山西部及天津市北部）。针对洪涝灾害，崔楷提出一整套抗洪、排涝、除碱、营田等治理规划，着重指出要多置水口，分流入海。崔楷的方案曾着手实施，但不久即停止，无从考究效果。但这是海河治理史上具有首创意义的全面整治方案。这种多途入海、分道行洪排涝的规划思想，与后代具体实施的海河治理思路基本一致。
2. 隋代至北宋时期（589～1127）
隋代开永济渠，是以洛阳为中心的大运河北段。唐代继续通航。为避免海运风险，曾重修平虏渠、泉州渠等局部河段，连通鲍丘河下游运粮到渔阳（今天津蓟州区）。渔阳以北曾开沟引水，以水代兵，用于军事防御。唐代灌溉工程，漳卫水系有金凤渠、菊花渠、利物渠等；子牙水系有太白渠、大唐渠、礼教渠、广润渠等；潮白水系有孤山陂、渠河塘等。
北宋时与辽对峙，分界线西起今河北徐水，中经雄县、霸州等地， 东抵天津海口。为防御辽的骑兵南下，北宋初年开始逐步人为地将边界以南许多河流引入边界低洼地带，筑塘蓄水，形成一条西起今保定市以西、东到海滨黑龙港绵延900里的淀泊带，当时称为"塘泺"。北宋设置河北屯田司和缘边安抚司，负责对塘泺的管理，按照"深不可以舟行，浅不可以徒涉"的原则进行水量调度。塘泺共分9区， 南北最宽处达130～150里，最窄的地方也有8～10里，水深3尺至1丈3尺不等。依据《宋史·河渠志》记载的塘泺最大和最小变幅，9区塘泺总面积至少有7022.7平方千米，最大有10051.3平方千米；总容积至少有141亿立方米，最大有248.2亿立方米。今白洋淀、东淀以及天津以南各洼地，大都是北宋塘泊的遗迹。熙宁（1068～1077）年间，王安石变法，大兴农田水利，在海河流域曾引用漳河、滏河、葫芦河以及沈苑河（今府河）等进行淤灌。北宋结束以后，由于战争形势变化，界河失去了限制作用，许多淀泊被泄去积水，周围涸出的土地逐渐围垦种稻，经过人工大规模扩展的淀泊群逐渐恢复到自然状态。
3.金元明清时期（1127～1911）
金贞元元年（1153），在今北京建都，定名中都。据《金史·河渠志》记载，当时中都所需粮食等物资供应，主要依靠位于今漳卫及子牙等水系的三个府、十二个州的水运，这些运道统称漕河。在滨临漕河的各县城设置粮仓，通州则成为水运粮食及物资的集中点，由通州再运往都城。通州至中都的水运通道称运河或漕渠，相当于今坝河。但此河水源缺乏，无法保证航运。大定十二年（1172），曾试开金口河引卢沟水济运， 因水沙不能控制， 没有成功。泰和五年（1205） ， 新凿漕渠（通惠河前身），约长五十里，水源来自高梁河和白莲潭，但流量很小。因此采用分段拦河设闸以积蓄和节约水量，称为闸河，这是海河水利史上渠化通航的尝试。元明清的通惠河利用初期的船闸通航，就是在此基础上发展起来的。金为了中都的安全，极为重视卢沟河的防洪，筑堤和堵口等技术都有所进步。对滹沱河、漳河等水系也多次修建防洪工程。
元灭金，建都大都，继续加强永定河防洪和水运工程建设。郭守敬为了大都的城市供水和开通大都到南方的水运，开发了昌平白浮泉较充裕的水源。至元三十年（1293）完成了通惠河的开凿，设置了瓮山泊水库（今昆明湖），在河上设闸24座以节制水量，成为当时较先进的渠化运河，是京杭运河全面开通的主要一段。经历元明清三代，漕运通行600余年。郭守敬还在漳河、滹沱河等水系兴办过许多水利工程。
明清两代一直以保证漕运畅通、粮谷充裕和都城防洪安全为重点。明永乐（1403～1424）至嘉靖（1522～1566）年间，曾在南运河开辟恩县、东光、沧州、兴济四条减河，以保证运河安全。清代又在南运河、北运河上兴建了哨马营、马厂、筐儿港、河西务等减河，提高了运河的防洪能力。明清对永定河的修防较前朝尤为重视。金代皆以土筑堤，明代陆续在险工段修建石堤，大多建于嘉靖年间。清康熙（1662～1722）年间开始修筑卢沟桥以下两岸堤防，雍正（1723～ 1735）、乾隆（1736～1796）年间又加固和扩建，长达数百里。自乾隆三年（1738），曾在两岸修建减水坝17座，分泄洪水，并利用天津城北的三角淀、塌河淀滞洪兼放淤。在农田水利方面，元代虞集，明代徐贞明、董应举、徐光启，清代陈仪、林则徐等人，都积极倡导畿辅水利，包括雍正年间大规模的水利营田，虽有一定成效，终难持久。除社会原因外，水源缺乏也是根本原因。
4. 近现代时期（1911～ ）
辛亥革命前后，一些留学西方的学者陆续回国，引进了西方的科学技术，使中国水利事业发生了一系列新变化：开始建立流域性的治水机构；开展水文测验和地形测绘等基础工作；提出一些较全面的流域治理规划；开创水工试验，并对一些课题进行专门研究等。在此前提下，海河流域做了一些工程，例如天津围堤、海河裁弯、新辟减河、永定河放淤等。其他计划中的工程，由于日本帝国主义侵华而被迫中止。
中华人民共和国成立后，水利事业受到充分重视，发展明显加快。1949～1957年海河流域丰水多灾，以北系各河中下游为重。为此，1950年开挖了潮白新河；1951年疏通和新挖了青龙湾减河，可将大部分洪水导入大黄堡洼；加固和扩建了筐儿港减河，由入塌河淀改入大黄堡洼，减轻了海河干流的压力；大清河系于1951年开挖了新盖房分洪道，使北支洪水绕过雄县卡口直达东淀；1953年开挖了独流减河，解除了大清、子牙二河抢道入海的不利局面；下游修筑北大港围堤用以滞蓄；建成赵王新渠，沟通了白洋淀和东淀。永定河最重要的防洪措施之一是修建于1951～1954年的官厅水库，这是海河流域的第一座大型水库。随后建成的永定河引水工程，成为50年代北京的重要水源。同时整修了永定河堤防和泛区堤防，初步治理了大清河、永定河、潮白河和漳卫河，使入海泄洪能力达到4620米3/秒，比1949年增加了一倍。根据治理开发陡河的要求，1956年建成陡河水库，对唐山市防洪、供水发挥了重要作用。
这一时期，对平原地区实施除涝排沥，改建和新建了各地灌区。拒马河流域的房涞涿灌区（古督亢地区）在1954～1957年改造和扩建后，实灌面积达2万公顷。早在金泰和六年（1206）在唐河上开发的广利渠，受益面积仅千亩左右，经改建，至1957年灌溉面积达0.93万公顷。抗日战争期间，晋察冀边区在沙河修建的"荣臻渠"沿用到1949年，浇地1400余公顷；经扩建、配套，至1957年灌溉面积已扩大到5400 余公顷，更名"抗战渠"；王快水库建成后，纳入沙河灌溉系统。1956年在唐山沿海建成柏各庄农场，引滦河水灌溉沿海荒滩，成为著名的粮食产区。此外，还将日军侵华时未完成的石津运河改建为石津灌区，到1957年灌溉面积达2.2万公顷。1952年开人民胜利渠，引黄河水济卫河，发展灌溉，1954年灌溉面积达4.8万公顷。航运方面，在1949年前后，漳卫南运河、子牙河等中下游有航运效益，小船可达天津，航运工人数以万计。由于流域城乡供水增加，20世纪50～60年代逐渐断航。
1958～1963年是海河流域第一次水利建设高潮。当时的建设方针是"以蓄为主，小型为主，群众自办为主"。此期间，共有23座大型水库、47座中型水库和一大批小型水库同时开工，包括平原地区的一些蓄水工程。到1963年，已有密云、岳城等21座大型水库建成或基本建成，总库容137亿立方米。随着水库的兴建，开辟或扩建了漳南、民有、石津、沙河、唐河、易水、潮白河等灌区，与上游的水库配合使用。无坝引水灌溉有了新发展，主要有滏阳河、房涞涿和滦河下游等灌区。还组织实施了一批引黄灌溉工程，虽存在引发土地次生盐碱化等问题，但却为后来的引黄积累了经验。60年代初，兴建了南排河除涝工程，开辟了黑龙港地区的独流入海通道，减轻了与泄洪的干扰，提高了除涝标准。在此期间，北京市初步建成京密引水工程，改善了首都的供水条件。
1964～1978年是海河流域第二次水利建设高潮。1963年海河南系发生了大洪水，在毛泽东"一定要根治海河"的指示下，总结以往水利建设经验和教训，编制了《海河流域防洪规划》，提出了"上蓄、中疏、下排，适当地滞"的治水方针。其间，海河南系新建了滏阳新河、子牙新河、漳卫新河；扩大了白洋淀分洪道和独流减河，可使漳卫、子牙、大清三河分别独流入海，达到约为50年一遇的防洪标准。北系开挖了永定新河，整治了潮白、北运、蓟运三河，使其也达到约为50年一遇的防洪标准。此期间，除涝也形成较完整的体系。黑龙港河系除扩建南排河外，新建了北排河，整治了清凉江等较大河道；对徒骇、马颊河系按1964年、1961年两种雨型多次进行扩建。改善了黑龙港运东和北京以东地区的排涝条件。对流域内13座大型水库做了提高标准、震灾恢复和质量处理工程。70年代中期开始开发滦河。山东、河南两省大力发展引黄灌溉，在海河流域建成各类灌区34处，控制面积超过66.7万公顷。
1979～1998年，以供水工程为重点，流域水利建设进一步加强。这一时期的水利方针是"加强经营管理，讲究经济效益"，将"水利是农业的命脉"发展为"水利为国民经济全面服务"。先后完成了官厅、岳城等一批大型水库的除险加固和南水北调东线穿黄倒虹吸试验隧洞工程；兴建了引滦入津、引滦入唐、引青济秦和引黄入卫济冀等一批跨流域调水工程。
1998年以后，随着可持续发展和水安全理念逐步确立，海河流域水利发展进入新的阶段。2008年编制完成《海河流域防洪规划》和《海河流域水利保障体系建设近期实施方案》，2009年编制完成《海河流域水资源综合利用规划》。在这些工作的基础上，2012年编制完成《海河流域综合规划（2012-2030年）》得到国务院批复。这次规划提出，通过水资源合理配置和高效利用体系、水资源保护和河湖健康保障体系、防洪抗旱减灾体系，有利于水利科学发展制度体系建设，达到保障流域供水安全、生态安全、防洪安全，支撑流域经济社会可持续发展的目标。2002年起，南水北调东线、中线的骨干及配套工程先后开工建设；2013年东线一期工程建成通水，2014年中线一期工程建成通水，改变了流域水资源严重短缺和生态退化局面。2004年以来，先后实施了引岳济淀、引岳济港、引岳济衡、引黄济淀等生态调水措施，挽救了濒临干涸的华北白洋淀、南大港和衡水湖，流域水生态环境建设得到重视和加强。
至21世纪初，全流域已建成以防洪、供水为主的综合利用的大中小型水库1879座，总库容约321亿立方米。在各河系中、下游开挖疏浚行洪排涝河道50多条，修筑堤防9000多千米。经过不同时期水利建设，海河流域逐步改变了各河集中在天津入海的不利局面， 基本形成了分区防守、分流入海的流域防洪格局，建成了由水库、堤防、蓄滞洪区组成的防洪工程体系框架。流域内平原除涝工程已初具规模，骨干排涝河道的出路已经打通，排涝系统已基本形成。多项跨流域引水工程的建成，解决或缓解了京、津、唐、秦等城市的供水问题。初步构建了地表水、地下水、南水北调水、引黄水和非常规水源相结合的供水工程体系。1980～2007年，流域各种工程年均供水量约400亿立方米，有效地保障了流域经济社会发展对水的需求。海河流域有效灌溉面积已发展到743.87万公顷，节水灌溉面积381万公顷，灌溉水有效利用系数0.64。初步建立了用水总量控制与定额管理相结合的水资源管理制度。
信息来源：《中国大百科全书第三版》网络版