有史以来长江干支流兴水利除水害的历史。《禹贡》中有大禹导岷江以至下游的江湖治理等传说。春秋战国时期，巴、蜀和楚，及楚和吴、越因军事的需要，水运频繁，并有特制的舰船。随后就开凿人工运河。这成为当时长江水利的特点。《史记·河渠书》称：“于楚，西方则通渠汉水云梦之野，东方则通鸿沟江淮之间，于吴，则通渠三江五湖……此渠皆可行舟，有余则用溉浸。”楚怀王六年（公元前323年）铸造的鄂君启节中的舟节，详细记述了各水路与楚都郢（今江陵县北）相通的航线，其范围遍及鄂、豫、湘、桂、赣、皖诸省。秦昭襄王末（约公元前256～前250年）蜀郡守李冰，在灌县修建了都江堰。汉水支流蛮河上（在宜城县），后人利用白起引水灌鄢郢的渠堰开为渠塘结合的灌区，后来能灌田3000顷。其他如太湖流域，沮漳河流域，也都有灌溉之利。

秦灭六国，秦始皇派监郡御史禄开凿广西兴安的灵渠。西汉初年，江、汉开始有洪水灾害的记载，第一次（公元前185年）两水溢出，淹了4000多家；后5年二水又溢，淹了万多家，都在荆江段和汉水中游。西汉时襄阳附近已出现汉江大堤，以后长江荆江段和汉水中游以下，就成了历代防洪重点。西汉后期召信臣任南阳郡太守，引唐白河水系创建六门堨、钳卢陂等工程，灌溉面积达3万顷，并建立管理制度。东汉初年杜诗任南阳太守，整修陂池，并创制“水排”，铸造农器。汉江支流蛮河上，后汉时扩建木里渠可灌田700顷，北宋时扩大到灌田6000顷。其他如汉中的山河堰，长江下游三角洲的陂湖，巢湖地区的渠堰，有不少相传是西汉创建的。扬州一带湖塘水利，东汉早年已经开发。上游如西汉景帝时文翁开湔堰扩大都江堰灌区，王莽时文齐兴修滇池水利灌田2000余顷。航运方面：江南运河已经形成；汉武帝时曾试图开凿汉水和渭水沟通的褒斜道运渠；东汉时整治过嘉陵江上游的水道。东汉自首都洛阳经黄河、汴渠、邗沟、通向江淮的漕运已经受到重视。这和长江流域的开发是分不开的。

三国、两晋、南北朝时期，水运成为长江流域的主要交通建设，并出现局部的干支流堤防和海塘。水利工程以镇江地区、太湖流域、安徽沿江一带居多，其次是湘江、沅江、汉江和赣江等地。东汉末期已兴修扬州的陈公塘和七门堰、吴塘等工程；曹魏与孙吴交兵多利用东淝河、南肥河水运；蜀汉则经营都江堰和汉中灌区；孙吴广泛屯兵垦殖，兴修塘堰遍及长江中下游一带，开破冈渎，沟通太湖至南京的水运。西晋早期，杜预修复南阳水利，在江汉平原开扬夏水道，缩短汉江、长江至洞庭湖的航线；东晋创筑江陵附近的荆江大堤；江南沿海已有零星海塘；江苏丹阳的练塘是大型水利工程之一，还有新丰塘。南北朝时期，长江中下游堤圩塘堰继续发展，以句容的赤山湖规模最大；中游荆襄一带的水利屡次修复。水运方面，河渠上普遍修建堰埭，渠化航道；邗沟屡次改道，通长江已有扬州向西的仪征江口，并建埭和水门；太湖通南京的水道另有上容渎等。

隋、唐、两宋时期，全国经济重心南移。长江流域水利事业兴旺，特别是太湖地区的塘浦水网和皖南一带的圩田，构成了江南农田水利的显著特点。隋代扩大改建邗沟和江南运河，灵渠上唐代已建有18斗门，宋代有36斗门。唐代曾试开汉江支流丹江通渭河的运道；北宋两次试开白河通惠民河运道，沟通汉水至汴渠。北宋时邗沟上水工建筑物有八十几座，首先出现了复闸（类似现代船闸），推广到江南运河。汴渠堙废，江南运河更加重要。自唐后期到南宋时，长江以南的大小塘堰灌区普遍开发，如沅江下游常德地区各灌区，又如元和三年（808年）韦丹在江西筑堤、排涝、开陂塘598所，灌田1.2万顷。宋代在江西出现了梯田。汉水中游在南宋有宜城长渠、枣阳平堰等大型工程。唐中期以后在丹阳、石臼等湖一带修筑圩田，以及各湖的围湖造田，这就成了太湖周围地区的主要水利。圩田和围田逐渐向巢湖、鄱阳湖及洞庭湖、洪湖等沿江滨湖各地发展，南宋时已发展到荆江两岸。后历元、明，清，各湖区的围垦有增无减，水面缩小，蓄洪能力减弱，以致常闹水灾，于是就有废田还湖和继续围垦的争议。太湖流域出现了以排泄为主的疏浚工程。同时荆江及汉江下游堤防逐渐增多，往往和圩垸堤岸连成一片。

元、明、清时期，长江干支流堤防逐渐完成。上起荆江下至江苏都有了系统的堤防；汉、湘、赣等各江堤防也普遍兴修。汉江下游及荆江段常有水灾，堵口、修堤的记载很多。下游苏、松、嘉的排涝问题，疏浚练湖、吴淞江、以及其它淀、泖浦等，更不下一两千次。上游元代修云南滇池水系的松花坝和海口工程最为突出。都江堰也常改建增修。京杭运河元代修成后，明清整修成为南北运输的重要孔道，漕粮负担最重的是太湖流域。江浙海塘，自宋以后不断修筑，清代出现了鱼鳞大石塘。鸦片战争以后，引进西方水利技术，有关研究长江水利的专著增多。而治理以疏浚航道为主，畸形发展，是帝国主义入侵的结果。水灾也愈演愈烈。1949年以后，长江才得到大力开发。