据史料记载，1470年以来的540多年，流域累计发生大水年117次，平均4.7年一次。其中北京遭受洪涝灾害12次，天津被水淹13次。20世纪以来，1939年、1956年、1963年、1996年发生流域性大洪水，其中1963年洪水最大（见1963年海河大水）。

50年代后，海河流域经历过3次规划，2次大规模治理，基本形成了由水库、蓄滞洪区、堤防、分洪道（又称减河）构成的防洪体系。流域有大、中、小型水库1878座，总库容320亿立方米，其中大型水库34座，库容265亿立方米；开辟蓄滞洪区28处，总面积10694平方千米，可调蓄洪水197.94亿立方米；修筑堤防9000余千米，其中一级堤防599千米、二级堤防2936千米；开辟行洪入海人工水道5条，扩大疏浚了漳卫河、滏阳新河、滹沱河、南北拒马河、白沟河、永定河等骨干行洪河道。可防御50年一遇流域性洪水。

海河流域已建成较为完善的防洪非工程体系。2008年6月，海河防汛抗旱总指挥部成立，负责组织、协调、监督、指导海河流域防汛抗旱工作，形成了流域与区域相结合的防汛指挥体系；建立了覆盖全流域的有水文站660处，水位站38处，雨量站1871处；建设了覆盖山洪灾害防治区的山洪监测预警系统；建设了流域防汛抗旱指挥系统，实现了流域机构与各省市防洪决策信息共享和视频会商；颁布实施了永定河、大清河防御洪水方案，以及永定河、大清河、漳卫河、北三河、子牙河等洪水调度方案。