战国时魏惠王十年（前361年）为了战争需要，曾两次兴工，开挖了鸿沟。它西自荥阳以下引黄河水为源，向东流经中牟、开封，折而南下，入颍河通淮河，把黄河与淮河之间的济、濮、汴、睢、颍、涡、汝、泗、菏等主要河道连线起来，构成鸿沟水系。鸿沟有圃田泽调节，水量充沛，与其相连的河道，水位相对稳定，对发展航运很有利。它向南通淮河、邗沟与长江贯通；向东通济水、泗水，沿济水而下，可通淄济运河；向北通黄河，溯黄河西向，与洛河、渭水相连，使河南成为全国水路交通的核心地区。鸿沟的开凿，为后来南北大运河的开凿创造了条件。
秦始皇统一中国后，充分利用了鸿沟水系和济水等河流，把在南方徵集的大批粮食运往北方，并在鸿沟与黄河分流处兴建规模庞大的敖仓，作为转运站。

汉武帝元光三年（前132年），黄河决口于濮阳，泥沙淤塞了菏水和汴水河道，鸿沟水系遭到破坏；特别是汉平帝时（1～5年），黄水沖入鸿沟，淤塞更为严重；汉明帝永平十二年（69年），王景和王吴共同治理黄河、汴水，汴河水运能力有所恢复，但其它河道未治，鸿沟水运逐渐湮废。