魏晋时，活跃在我国北部和西部的匈奴、鲜卑、羯、氐、羌等，入居黄河流域。起初，他们以放牧为主，黄河中上游的许多农田被改成牧场。畜牧业对水利的要求远比不上农业，许多水利工程，或者因为战争破坏，或者因为长期失修，残破不堪，宁夏平原的古渠，也不例外。到鲜卑族的北魏统一黄河流域后，情况有所变化，农业又受到较大的重视。他们从发展农业经济出发，无论在关中平原或宁夏平原重新注意修建农田水利。
北魏在宁夏平原修建的最重要工程是艾山渠。它由薄骨律镇(治所在今灵武县西南)镇将刁雍主持，修建于太平真君五年(公元444年)。渠首位于富平县西南的汉朝旧渠口下方八里处。当时之所以没有利用旧的渠口，是因为这里河水湍急，河床下切，旧渠口已经引不到河水。而新渠口具有比较优越的引水条件，这里的河心有一个狭长的沙洲，将河道分成东西两股，只要从西岸到沙洲下端建一条不太长的拦河坝，便可将西面那股河水拦入新渠。拦河坝长270步(一步为六尺)，宽10步，高四步。所开的渠道，宽15步，深五尺，长40里；以下与旧渠相接，共长120里。这一段旧渠应是汉延渠中的一段。《魏书·刁雍传》艾山渠可灌“官私田四万余顷”。这个数字虽有夸大之嫌，但此渠凿成后，薄骨律镇便有大量粮食外调却是事实，从太平真君七年(公元446年)起，每年向沃野镇(治所在今内蒙古临河县西南)循黄河船运军粮数十万斛。
唐朝，宁夏平原的地位也很重要。它是西北边防重地，长期驻兵、屯田，先则以对付强大的突厥，继而又要防备吐蕃和回纥。安史之乱时(公元755—763年)，它还是政治中心，唐朝重建之君唐肃宗便在灵武(治所在今宁夏灵武县西南)即位，唐朝中兴名臣郭子仪便以这里为大本营。从政治、军事的需要出发，唐在这里修建了许多水利设施。见于史籍记载的有光禄渠、御史渠、薄骨律渠、特进渠、尚书渠、汉渠、胡渠、百家渠、七级渠、千金陂等。不过古籍记得十分简单，而且有些地方的说法还不一致，影响我们确切了解当时的渠道情况。
在上述众多的渠道中，以御史渠的溉田面积为最大，宋王应麟《玉海》卷二二三一《郭子仪家传》说，它由郭子仪所开，溉田2000顷。水利史研究工作者认为，开渠时间当在唐肃宗在位期间(公元756年—762年)，当时郭子仪与唐肃宗正以宁夏平原为基地，积极部署讨伐安禄山、史思明，以重建唐王朝。研究者还认为御史渠的前身应是始凿于东汉时期的光禄渠，到郭子仪时因光禄渠淤废，所以他才重新加以穿凿。不过，不久这条御史渠就遭严重破坏，《旧唐书·吐蕃传》说，大历十三年(公元778年)，吐蕃攻灵武，填塞汉渠、御史渠、尚书渠等水口，以破坏唐军屯田。几十年后，李听又将它恢复起来。《旧唐书·李听传》载，在他担任灵州(治所在今灵武县境)大都督府长史时，当地须从外地调入大量粮食，而运输非常困难，他为了用屯田“以代转输”，便在元和十五年(公元820年)，修复“废塞岁久”的光禄渠。修复光禄渠就是修复御史渠。
唐朝除光禄—御史渠外，另一条溉田面积稍大的渠道当数薄骨律渠，它位于回乐县(治所在今灵武县西南)南60里，可溉农田1000多顷。另外，特进渠的溉田面积也不小，600多顷。其他一些渠道，溉田面积略小一些。