元亡明興。由於新舊朝代的交替，黃河一度失修。明初河患又嚴重起來，豫東、魯西、冀南、蘇北等許多地方被淹，會通河一再被毀。漕運對京師用糧和政局穩定具有重要意義，保運便成為明朝治河的一條基本準則。
從保運出發，明朝前期，治河實行北堵南分的方針。北堵，就是在黃河下游的北岸，修建一條力求堅固的長堤，防止黃河北決和北遷。因為北決北遷，都會破壞會通河的航道，切斷南北漕運。而南決和南遷，黃河可以循泗水、淮水入海，對漕運威脅較少。南分，就是讓黃河分道南下，沿賈魯舊道以及渦水、潁水等，循淮河東入黃海。他們認為河合勢大，渲泄不暢，便會潰堤泛濫。河分勢弱，流水通暢，不易潰決。明朝前期，主持治河的主要官吏徐有貞、白昂、劉大夏等，都執行這一方針。徐有貞還做了這樣一個實驗，比較一孔壺和五孔壺泄水的速度，用後者快於前者的事實，來證明分流排洪比獨流排洪效果更好。並因此而取得了皇帝對這一治河方針的支持。
從短期看，北築堤，南分流，確實有利於保漕和排洪，並也取得了一定的成效。但是黃河的問題不僅是水患問題，水患是個表象；由於河水多沙，泥沙堵塞河道是個根本問題。而分流必然流速緩慢，泥沙容易沉澱；從長遠看，抬高河床的速度一定加快，必然導至更為嚴重的洪災。明朝後期，這個問題充分暴露出來，黃河下游決口非常頻繁，洪災沙害空前嚴重。在這種情況下，於是有潘季馴等人另闢蹊徑的新的治河方法。
這種治河新法，後人稱為束水攻沙法。它最早由虞城(山西平陸縣東)一位不知名的秀才提出，總理河道的萬恭首先加以試用，潘季馴使之進一步完善，並廣泛推行。他們認為，偌大一條黃河，水中含沙量很高，而且源源不斷地隨水東下，人力有限，排不勝排。而水力無窮，將它集中起來攻沙，有如「以湯沃雪」，便可迎刃而解。潘季馴主持治理黃河的時間很長，他以束水攻沙為核心，在工程上採取了一系列的措施，主要的有以下幾個方面。
(1)「塞旁決以挽正流」。虞城秀才認為，「水合則勢猛，勢猛則沙刷，沙刷則河深」。潘季馴完全同意這種看法。因此，他在治河時，雖然繼續推行北堵的方針，但反對聽憑河水分流南下，而代之以「塞旁決以挽正流」的方針。「塞旁決以挽正流」，就是將從決口旁出的河水堵住，使河水集中到幹流中來。潘季馴曾先後四次主持治河工作，歷時20年，他相繼堵塞了數以百計的黃河決口，終於結束了長期以來黃河下游多股分流和洪水橫溢的局面，使河水集中到賈魯故道。這一工程不僅便於集水攻沙，更主要的是它立竿見影地使黃泛區人民從水災的困擾中解脫出來。
(2)築近堤以束水攻沙，築遙堤防洪水泛濫。他們認為「築堤束水，以水攻沙，水不奔溢於兩旁，則必直刷乎河底」。因此，除堵決口外，以主要力量在黃河下游的河道兩岸，緊逼水濱，建築堅固的堤防。這兩道南北大堤被稱為近堤或縷堤，是束水攻沙的最主要工程。不過由於南北兩堤逼水太近，即使建得非常堅固，如遇特大洪水，黃河也會潰堤泛濫，釀成洪災。為了防範，他們又在南北縷堤之外，再各築一道遠堤，又稱遙堤。這種近、遠雙重的河堤，普遍修建於黃河下游(接近海口的河段除外)，其中的某些險要河段，於近、遠堤外，又建有月堤加固。後來，為了使漫出縷堤的洪水，不致沿著遙縷兩堤奔流，左右破壞兩堤堤防；為了讓泥沙沉積於兩堤之間，以加固堤防，並使清水回到大河之中，以加強攻沙力量，又於兩堤之間修建了擋水的格堤。此外，還在長堤上建有溢流壩，以便進行有控制的排洪。潘氏的堤防工程比較完備，在攻沙、防洪等方面起了一定的作用(圖16)。
(3)蓄清刷渾。黃河、淮河會於清口(今江蘇省清江市西南)，以下黃河與淮河合槽。淮河含沙量較少，水清，為了加強沖沙力量，潘氏又加高、加厚高家堰大堤，將淮水攔蓄於洪澤湖，提高洪澤湖水位，使清水可以順利入河，借清水之力，沖刷渾濁的黃水。認為，這樣清口以下的河道，便會更為通暢。這一工程效果不大，因為淮河水少，不敵黃河，清水很難順利入河，而高家堰大堤過高，淹地太多，也會給淮南地區造成嚴重的威脅。
以束水攻沙為核心的潘氏治河，總的來說，成績還是不少的，他治理了明前期以來的黃河下游水患，使黃河泥沙淤積的速度放慢，黃河決口和泛濫的頻率減少。但黃河的情況非常複雜，不能只靠束水攻沙，治河必須從全局出發，因地制宜，採用多種方法，效果才能更為顯著。更何況黃河水量變率極大，漲落懸殊，建立寬窄恰到好處，既可束水攻沙，又不泛濫成災的大堤，幾乎是不可能的。隨著時間的推移，黃河下游後來還是成為地上河。