梁、晋、汉、周、北宋都定都汴州，称汴京。北宋历时较长，为进一步密切京师与全国各地经济、政治联系，修建了一批向四方辐射的运河，形成新的运河体系。它以汴河为骨干，包括广济河、金水河、惠民河，合称汴京四渠。并通过四渠，向南沟通了淮水、扬楚运河、长江、江南河等，向北沟通了济水、黄河、卫河(其前身为永济渠，但南端已东移至卫州境内)。
五代时，北方政局动荡，频繁更换朝代，在短短的53年中，历经后梁、后唐、后晋、后汉、后周五个朝代，对农业生产影响很大。而南方政局比较稳定，农业生产持续发展。北宋时，政府对南粮的依赖程度进一步提高。汴河是北宋南粮北运的最主要水道。汴京每年调入的粮食高达600万石左右，其中大部分是取道汴河的南粮。因此，北宋政府特别重视这条水道的维修和治理。例如淳化二年(公元991年)汴河决口，宋太宗强调说：“东京(宋以汴京为东京，洛阳为西京)养甲兵数十万，居民百万家，天下转漕，仰给在此一渠水，朕安得不顾！”他率领百官，一起参加堵口。
不过，为了这条运道的畅通，北宋付出的代价也是十分巨大的。汴河以黄河水为水源，而河水多沙，自隋经唐到宋，经几百年的沉积，河床已经高出地面，汴河极易溃堤成灾。北宋政府深知汴水无情，治汴工程丝毫不敢放松。它组建了一支维修专业队，负责平时汴河的维修和养护。汴河大汛，则立即出动禁军防汛。大修时，发动沿河百姓参加。为了巩固堤防和利用汴水冲刷河中积沙，它在汴河两岸下了600里木柱排桩，将汴河束窄到可以冲沙的地步，开了后来“束水攻沙”的先河。
惠民河是经北宋初年多次动工修建的一条运河，分为上下两段。上段以蔡河(已湮)支流潩〔yi异〕水(浍河)为水源，开渠将它引向京师。下段自汴京南下，改造蔡河干流而成。惠民河的重要性仅次于汴河，淮水流域的大部分税粮，可从此河调入京师。广济河因河宽五丈左右，又称五丈河。其前身是唐朝开的湛渠，下接白马沟和济水，可通齐鲁之运，也可分泄汴河的洪水。北宋对它进行多次治理，在漕运中也占有重要地位。金水河是北宋初年新凿的一条河道，它以郑州、荥阳间的几条小水，如京水、索水、须水等为水源，凿渠向东到汴京。它除了给广济河补充水源外(从汴渠上架槽通过)，还为京师提供较为清澈的生活用水。
除汴京四渠外，为了改善漕运，北宋又分别在江淮和江汉间，也进行运河建设。
扬楚运河是“汴渠之首”，它南接江南运河。这三条运河构成了北宋政府的主要粮道，即江南运河将主要产粮区太湖流域的税粮运出，然后经扬楚运河、汴渠入京。江南运河的航道基本上良好，无须大修。但扬楚运河及扬楚运河与汴渠之间的航道，都需要作较大的改进。原来汴渠与扬楚运河并不直接相通，由扬入汴，舟船还要走一段较长的淮河河道，而这段河道滩多水急，常常损坏漕舟。为了改变这种情况，北宋前期，先后进行三次施工，傍这段淮河的南岸，从楚州北面的末口，到盱眙东北的龟山镇，凿了长约150里的运河，避开了这段险滩。扬楚运河的突出问题是水枯河浅，不便大船通航。水道西部的洪水威胁也很严重，经常冲断航道。为了解决这些问题，宋在高邮湖北筑了一条比较坚固的、长达200里的石堤，以保护航道，并在堤上设置10座石闸，进行有控制的排水。在真州(治所在今江苏仪征县)、扬州等地，利用当地自然湖泊，改造成为运河的水柜，以接济运河用水。
除太湖流域是北宋的主要产粮区外，四川和两湖的农业生产，也占有一定地位。如何调运这些地区的税粮入京，也是北宋统治者需要解决的问题。绕道扬、汴，路程太远；从襄樊陆运，效果太差。经过酝酿，北宋统治者决定穿凿第二条江淮运河。按照计划，这条水道西起江陵，凿渠向东，经潜江境与汉水会合。下一段是利用汉水及其支流白河两条自然水道。白河与淮水支流澧〔li礼〕水很近，如果在这两水间再凿一条运河，江船便可循淮水另一支流蔡河直达汴京城下了。这一工程只完成了一部分，即江陵——汉水之间的渠道凿通了，使江、汉之间的水运“大为利便”。但白、澧之间因为地势稍高，经过两次施工，只能做到通水，而不能通船，功亏一篑。今天，人们掌握了建造高坝技术，可以将白河的水位提得很高，这里便不再成为通水通航的障碍了。计划中南水北调的中线工程，其中有一段就取道于此。