海河水系有漳卫、子牙、大清、永定、潮白等河。历史上各河河道变迁很多。黄河北流时曾与漳卫、子牙等水系相混。后原海河水系各河又汇入海河，于大沽口入渤海。海河水利可分为五个时期。
先秦至南北朝（589以前）河道治理。海河水系的整治，最早见于《禹贡》所记治水传说。相传公元前2000多年前，禹对当时与黄河下游交叉通连的属于今漳卫、子牙以及大清等水系，进行过治导。北魏熙平二年(517)左右，海河流域连年大雨，洪涝泛滥，遍及今漳卫、子牙、大清、永定、潮白及蓟运等水系。当时洪涝重灾区是冀州（约今河北省衡水地区，沧州地区南部）、定州（约今石家庄地区、邢台地区北部，保定地区南部）、瀛州(约今天津市南部，河北省沧州、保定两地区北部)、幽州（约今北京市、天津市北部，河北省廊坊地区及唐山地区西部）。针对洪涝灾情，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。这是海河治理史上在明清以前仅见的全面整治规划方案。这种多途入海，分道行洪排涝的规划思想，经过长时间的检验，一直成为海河治理的基本措施之一(例如：明清时期南、北运河广开减河，分洪入海；1963年后，陆续新建或扩建漳卫、子牙、滏阳、永定、潮白等新河)。崔楷的治理方案，当时虽经批准实施，但兴工未久，旋即停罢，无从考究其具体效果。
灌溉。战国魏文侯时，海河流域出现引用多沙河流淤灌田地的典型（见引漳十二渠），两汉及东魏有维修、改建记载。西汉时有太白渠及乌子堰等工程，位于今子牙水系石津灌区。东汉时，漳卫水系的上党(在今山西长治地区)、汲县等地有过几次修治引灌;潮白水系在今顺义一带开种稻田8000余顷。三国魏嘉平二年(250)，在今北京市境内出现永定河灌溉史上的大灌区（见戾陵堰），西晋、北魏、北齐及唐代有重修的记载。北魏、北齐还曾整修过位于今房涞涿灌区的古督亢陂。
航运。东汉时，子牙水系开凿蒲吾渠，筹划滹沱河通漕至山西；永定水系有利用湿水(今永定河)通漕的记载。建安九年至十八年(204～213)，曹操在海河流域开凿一系列联络天然水道的人工运渠，从拦截淇水入白沟以通粮道开始，陆续修建了平虏渠、泉州渠、新河、利漕渠等运渠，从而首次实现黄河、海河、滦河三大流域水系的航运沟通，达到前所未有的规模。
隋至北宋(589～1127)航运。隋代开永济渠，水运从黄河航行直至今北京城南。唐代持续通航。五代时有幽州（今北京市）府东南河路通漕的记载。唐代为避免海运风险，曾重修平虏渠、泉州渠等局部河段，连通鲍丘河下游(相当今蓟运河)运粮到渔阳(今蓟县)。
农田水利。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、广润陂等，潮白水系有孤山陂、渠河塘等。北宋熙宁二年至九年(1069～1076)，王安石变法，大兴农田水利，特别是利用多沙河流引洪淤灌、放淤，形成空前高潮。在海河流域曾引用漳河、洺河、滹沱河、葫芦河以及沈苑河（今府河）等进行淤灌、放淤。这些水系有的还结合进行疏导排水工程。
塘泊蓄水。这是在特定历史条件下的工程措施。北宋早期，宋、辽对峙，分界线西起今河北省徐水，中经雄、霸等县，东抵天津海口。分界线南侧，宋方采取蓄水御敌，兴建了东西长600里（直线距约400余里）、南北宽50～100里的大型塘泊工程。据《宋史·河渠志》等文献记载，当时塘泊共九区，其中东起沧州泥沽海口（今天津小直沽口），西至保州（今河北省保定）有七区，各塘深约5～10尺余。另自安肃军(今徐水)、广信军(今徐水遂城镇)之西至保州西北沈苑泊;自保州西合鸡距等泉，开成稻田、方田，水深3～5尺，称为西塘泊。现在的白洋淀、东淀以及天津以南各洼地，大都是北宋塘泊的遗迹。
金、元时期(1127～1368)航运。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3府、12州及其所属34县的水运，统称漕河。金代中都至通州的运输，原先在通州城北的潞水（今潮白河）西侧，有条水道（相当今坝河，金代人曾称之为运河或漕渠）可通中都城北，但水源缺乏，不能维持航运。为了增辟水源，接济该河漕运，大定十二年(1172)，曾试开引卢沟水(今永定河)的金口河，因水沙不能控制，未成功。泰和五年(1205)，中都至通州间改凿漕渠。这是条新线（今通惠河前身），约长50里。水源来自高梁河及白莲潭（相当后代的积水潭）诸水，流量很小，因此由西向东采用分段拦河设闸的办法调节水量，最末一闸位于通州城西。这是海河流域航运史上建闸渠化的首次尝试，后元、明、清各代通惠河利用船闸通航，便是在此基础上的继承发展。元代水运方面，因金代闸河淤废，通州至都城常需陆运，郭守敬为了大都的城市供水和恢复京通水运，开发了较充裕的水源白浮等泉水，利用金闸河遗迹重开通惠河，建闸渠化，于至元三十年(1293)终于实现京杭运河全线连接通航。经历元、明、清三代，漕运通行600多年。
防洪。金代为了都城安全，注重卢沟河防洪，筑堤、堵口工程屡有兴建。卢沟以及滹沱、漳河等水系的防汛、抢险，金《河防令》有具体规定。元灭金后，扩建金中都为大都，继续加强对卢沟河的防洪。在海河各水系，先后修建过一些防洪设施。郭守敬即曾在漳河、滹沱等水系兴办过包括防洪在内的许多工程。
灌溉。金代白莲潭、高梁河都曾有过放水引灌的记载，大清水系的安肃（今徐水）、定兴也曾引河水溉田。元代在海河各水系修建过一些灌排设施。
明、清时期(1368～1911)。明、清以北京为首都，海河水利从金、元发展到明、清，逐渐形成固定不变，必须奉行的两大方针任务：一是要保证漕运畅通，京师粮食充裕；二是要确保首都防洪安全。这给海河流域全局性的除害兴利规划治理，增加了复杂性、艰巨性。
北京防洪。明、清对永定河的修防，较之前代更为重视。具体措施有修土堤及石堤，建减水坝，改下口（堤防末段接淀泊的河口），以及岁修、防汛抢险等。例如康熙三十七年(1698)起大举修堤，东达东淀、三角淀等淀泊区，后来发展到长达200里。又如从康熙三十七年至乾隆三十七年(1698～1772)间，下口改河就达六次，间隔最长的27年，短的仅3年。又如从乾隆三年至光绪二十年(1738～1894)间，上起北京卢沟桥下达永清县冰窖村，河道两岸就修建减水坝18座，其运用时间有长有短。至于筑堤、修埽、堵口等工程，更是史不绝书。
航运。京杭运河在海河流域境内的南、北运河段，从明弘治元年(?)至清光绪六年(1488?～1880)，南起四女寺，北至王家务，先后兴建减水闸坝7座，排泄洪涝。至于疏浚、修筑等工程，进行更为频繁。
农田水利。明董应举、徐光启、清陈仪、林则徐等，特别是明徐贞明，都积极提倡兴修水利。包括陈仪参加的清雍正年间大规模的水利营田，虽有一定成效，终难持久，除社会因素外，一个最重要的障碍是水源得不到保证。
民国时期(1912～1949)。海河水利工作基本停滞，灾害频繁，有关部门只进行地形测绘和某些规划设计，以及实施一些临时应急的工程措施。（信息来源：水利部网站）