元世祖开凿了两段新运河——会通河、通惠河，与原有运河连通，使粮船可以从杭州直通大都。
1260年元世祖忽必烈即汗位，1271年定国号为大元，改中都（北京）为大都定为国都。此时的大都和华北一带经长期战乱，经济萧条，无法养活大都百万人口和京畿大量驻军，一切都需南方运来。史载“元都于燕，去江南极远，百司庶府之繁，卫士编民之众，无不仰给江南”亮哪枣。这样，无论从政治或军缓简事角度来看，重新开通南北运河已势在必行。
忽必烈即汗位的第三年，尚未正式立国就任命汉族水利专家----31岁的郭守敬“提举诸路河渠”。元大将伯颜在南征南宋期间，已深感水路对军事和经济的重要性，从而“遍访自江都达大都河道”。灭南宋之后，在伯颜等重臣支持下，忽必烈命郭守敬“查勘宋金敬拆以来汶、泗相通河段”，以备重开运河。
元运河初开，运量不是很大，管理工作也较零散。元朝对运河和全国水利的管理从属于工部的都水监，三品官。到会通河竣工后，始设都水分监于景德镇（张秋），以后又设行都水监于济宁和水监于济宁和郓城，管理徐州至临清运河航道和河南、山东境内黄河。除闸上有闸夫之外，也动用部分军队管理运河，维护秩序。
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