隋唐時期，我國內河航運進入了一個新的歷史發展時期。南北大運河在公元610年開鑿完工後，大大便利了南北交通，加強了京都和河北、江南地區的水上運輸。當年，航行在運河裡的船隊，南來北往，舳艫千里，呈現出一派繁忙景象。不過，隋朝是一個短促的朝代，開河不久就滅亡了。所以大運河的作用主要表現在以後各個朝代。
隋朝滅亡之後，繼之而起的是唐、宋兩個朝代。唐朝建都長安，每年要從江淮地區輸入大量物資和糧食。唐朝初年，大運河每年運送的糧食不過20萬石，但到了唐玄宗開元年間，糧食的運輸量迅速增加，最高達到一年700萬石。當時唐朝長安水運事業的發達，可從唐玄宗舉辦「水上運輸展覽會」上得到反映。《舊唐書·韋堅傳》記載了當時的盛況：在長安望春樓下運河西段的廣運潭上開了一個大規模的水上運輸展覽會，有二三百條船，都按牌號標明，什麼船裝的什麼貨寫得一清二楚。船上除了裝運糧食外，還裝有各地的土特產。如：廣陵郡的船，裝的是廣陵所產的錦、鏡、銅器、海味；丹陽郡的船，裝的是京口的綾衫緞；晉陵郡的船，裝的是綾綉；會稽郡的船，裝的是銅器、吳綾、絳紗；南海郡的船，裝的是玳瑁、珍珠、象牙、沉香；豫章郡的船，裝的是名瓷、酒器、茶釜、茶鐺、茶碗；宣城郡的船，裝的是空青石、紙、筆、黃蓮；始安郡的船，裝的是蕉葛、蟒蛇膽、翡翠。共有數十個郡的船。駕船的船工都戴著大大的斗笠，穿著寬袖的衣服和草鞋，用鼓笛箶笙伴奏，邊歌邊舞。第一條船上的人帶頭領唱，其他船上的人隨著和唱。100多穿著鮮艷服裝的婦女，隨著歌聲表演優美的舞蹈。一船領航，其餘的船隻徐徐跟上。到瞭望春樓下，船檣延綿數里，盛況空前。參觀的人群，歡聲笑語，熱鬧非常。這裡要注意的是：幾百條船所展覽的都是各地所出產的物資，不僅有糧食，而且其他物品應有盡有。它們主要是通過大運河送到長安這個交通中心來的。中唐以後，以大運河為主幹的內河航運作用越來越大，這條大運河確實像大動脈之於身體那樣重要。那時，江淮地區差不多負擔封建王朝賦稅來源的9/10，那麼多盤剝來的賦稅幾乎全靠大運河轉運。
到了宋朝，京城遷到了黃河南岸的汴梁(今河南省開封市)，這裡離江南魚米之鄉比較近，大運河的作用就更為明顯了。當時人們說，食以漕運為主，漕運以大運河為主。他們認為運河廢，「則大眾不可聚」。北宋時，統治階級每年通過大運河由江南運到開封的糧食，一般都在五六百萬石左右，多時還曾達到800萬石，超過了唐朝的漕運量。至於金銀、布帛、香葯、茶葉和其他土特產品所運送的數量就不好統計了。北宋畫家張擇端畫的《清明上河圖》中，真實地描繪了當時汴河裡交通運輸繁忙的景象。水運不僅對京城有重要作用，而且還保證了北方邊疆軍事上的需要。
元朝的疆域最大，超過了歷代王朝。它定都大都(今北京)後，需要從江南運送大批糧食，所以這一時期的內河航運，主要仍是漕運。元朝先後開鑿了「會通一濟州河」和通惠河，使京杭大運河全線通航。這樣，漕糧船從杭州出發，經江南運河進入揚州運河，再北入黃河、泗水，通過「會通—濟州河」，再由衛河入通惠河，直達大都。
明、清兩朝，相繼建都北京。雖然長江、珠江和黑龍江等大河及其支流的航運有所發展，但是在大約五六百年的時間裡，大運河仍然是我國南北交通的主要通道，大批的糧食和貨物主要是通過大運河運往京城。當時，運河裡船隻往來如梭，運輸糧食的船最多的時候曾經達到12000多隻，船工最多時超過12萬人。除了糧船以外，航行在運河上的還有許多官船、商船和民船。南方生產的絲綢、茶葉、瓷器和北方生產的豆、麥、梨、棗等土特產，都通過大運河進行交流。這一時期，我國出現了30多座新興的商業城市，十分之八九都分布在大運河沿線。山東的德州、臨清、東昌、濟寧，江蘇的淮安、揚州等都成為一時繁華之商埠。從明朝中後期起，我國資本主義經濟的萌芽，反封建的民主主義思想的醞釀也首先出現在這裡，這些都與運河有一定的關係。
在此期間，作為東西水運主幹道的長江——我們偉大祖國的第一大河以及珠江、黑龍江、淮河等河流的航運，也隨著社會政治、經濟和文化的發展，發揮著越來越重要的作用。