通济渠即后来唐宋时期的汴河，为炀帝开凿运河中最早的一段。通济渠分三段，西段自洛阳城西炀帝所造的一座豪华宫苑西苑，引谷、洛二水，东循汉代所建阳渠故道注入黄河。中段自洛口至板城渚口【今河南荥阳东北】，主要是利用黄河的自然通道。东段则自板渚引黄河水入汴渠，从大梁【今开封】注入淮水。
《广陵通典》卷六载，在开凿通济渠的同时，隋炀帝“又发淮南民工十余万开邗沟，自山阳至扬子入江。渠广四十步，渠旁皆筑御道，树以柳，自长安至江都置离宫四十余所”。炀帝修邗沟疏浚了邗沟西线，即东汉陈登所开的邗沟直道，进一步截弯取直，拓宽加深，水面宽度达70米。白居易在《隋堤柳》中曾描绘出“大业年中炀天子，种柳成行夹流水，西自黄河东至淮，绿荫一千三百里”的诗句。
大业四年【608年】正月初一，炀帝又“诏发河北诸郡男女百余万开永济渠，引沁水南达于河，北通涿郡”【《隋书·炀帝纪上》卷三】。永济渠的开通由阎毗负责，主要利用自然河道开凿连接而成，即从今河南武陟县西北的沁水北岸向东北开渠入卫水，再由卫水通淇水、洹水、漳河，接漯水【永定河】达今日的北京西南郊。阎毗用断水之法，在淇水上修造分水入渠的淇门，加大白沟水量，使漕运由黄河入白沟而达天津附近入海。永济渠的修成，北段大运河即加强了对北部粮食的调运，又加强了对北方的军事控制，亦成为隋东征高丽运送甲兵粮草的主要渠道。永济渠“长三千里，广百步”，虽工程量大，但由于沿用部分故道，完成的时间比通济渠还短。
江南运河是永济渠完成两年之后，隋炀帝贯穿南北大运河的最南亦为最后一段，为沟通长江与钱塘江水系的重要运河。据《资治通鉴·隋纪五》载，大业六年【610年】冬十二月，炀帝“敕穿江南河，自京口【镇江】至余杭【杭州】八百余里，广十余丈，使可通龙舟，并置驿宮草顿，欲东巡会稽”。江南运河基本上是在春秋吴国至六朝开凿的旧渠道上整治修建而成，绕太湖之东，穿越了中国东南江浙最富庶的吴、会地区。千百年来，北段的大运河时塞时通、时兴时废；可江南运河却始终川流不息，帆樯如林。
隋炀帝南北大运河的开凿，历时6年，可实际工期加起来只一年多时间，长3050公里，亦有学者认为2700余公里，但仍是世界上最长的人工运河。但大运河的凿通也付出了极大代价，累计征发民役300万之多，加上修长城，建洛阳城，总计征发民役上千万。隋总人口仅4600多万，如此，凡15至50岁男子都在征调之列，“如有隐匿者斩三族”，“男丁不供，始以妇人从役”，一些所役丁夫劳累而死，最终民怨日深。
在隋代，在不长的时间里开凿出世界上绝无仅有的如此浩大工程，堪称奇迹，为旷世之举。可这样繁复重大的工程，无疑将面对诸多的技术难题。诸如河道开挖、水源工程、运河与天然河道交叉、水位的调节等等。可以肯定，大运河的设计运筹、工程的具体实施，以及在引水、调水和过船等方面，均体现了当时世界的最高水准。李约瑟所著《中国科学技术史》中，提到了9项最为重要的原创性水工技术，其中7项是在大运河上创造的。大运河的贯通，充分体现了中国人的创造力和智慧。
一次设计、一次施工，则一次通航。如此的高速度与效率，是如何勘察测量、节制水量、平衡水位、巧妙利用天然与旧有水道的？我们只能说，其时已拥有了丰富且精湛的水利工程技术。因为具体的设计与施工史书并无记载。然而，据《隋书》卷68载，其中宇文恺、阎毗、何稠的经历描述及他们所担任的职务，看得出这些人均为具有丰富工程技术知识与才能的高级技术人才。被称为“多技艺”、“有巧思”的宇文恺，曾主持东都的营建与广通渠的开凿，先后任将作大匠、工部尚书。阎毗曾总领筑长城之役，并督役开凿了永济渠，后亦兼领将作少监。何稠“性绝巧，有智思”，曾主持烧制“绿瓷”为琉璃的工艺，建造了难度颇大的“辽水桥”，亦任过工部尚书。另外，“性强明，有巧思”的一些将作大匠，“俱巧思绝人”、“直少府将作”的黄亘、黄兖兄弟等，都是这项伟大工程的设计与组织者。他们的智思、绝巧、强明，正是大运河贯通的重要保证。
这些能工巧匠，是根据运河和自然河流的地形、地貌，进行通盘的设计和规划，解决了运河的高程和水流等复杂的技术问题，因地制宜、就地取材，显示出非凡的聪明才智。为了顺利通航，对河道拓宽加深、截弯取直，枯水期水浅运涩之时采取“狭岸束水”之法以提高水位。
邗沟与江南运河天然河流及湖泊多有交叉，形成水位落差；而长江、钱塘江、太湖尚有潮汐，因而运河水位很不稳定。为了调节水位落差、稳定水量、保证船只的航行，早在春秋时代就在运河上采用人工渠化的方法了。最早的设施叫“埭”或“堰”，实际上就是修筑拦河的蓄水坝。如邗沟入淮处，因运河水位高、淮河水位低，便筑有一道平水堰，名曰北神堰。堰埭在邗沟及江南运河中曾大量运用。史料载，邗沟上有五大名堰：茱萸、龙舟、邵伯、新兴、北神。与堰埭有关，至今仍留下诸多如梅堰、黄埭、堰桥、宝堰、钟埭等地名。
三国时，堰埭又被用来解决丘陵地带开挖运河所面临的地形落差难题。孙权下令开破渎岗时，共设14处堰埭，形成梯级渠道，实现了运河翻山过岗，是世界上最早实现渠化的运道。堰埭解决了水位和水量问题，可舟船过埭颇为艰难与麻烦。重载之船需反复装卸、用人力或畜力拖拉过坝。为拖拉船只省力，堰埭的两侧均建有平滑舒缓的斜坡，并在斜坡上敷以草土混合的泥浆，用其增加润滑度，减少摩擦力。或在堰顶设绞车。瓜州堰埭上便有过22头牛拉船只过埭驱动绞车之举。
为解决过堰埭之难，南北朝时就发明了“斗门”，实际上就是可以自由启闭的木头单门船闸。但单闸开时，急流凶险，很不安全，后来便有了于运河上连续开两道闸门，“随次开闭”，为通航复闸，接纳江潮并节制内河之水的进出，潮平过船，水流不再凶险。大诗人李白见之，曾有诗赞曰：“两桥对双阁，芳树有行列。”“吴关倚此固，天险自兹设。海水落斗门，潮平见沙汭。”诗中的“两桥对双阁”，即指二斗门上的辅助设施。
水是运河的载体，没有水，哪里还有运河？而中国是个缺水国，运河在北方时枯时盈，并不能常年通航。于是缩窄河面，节水行舟，聚泉为流，尤其是在运河两岸规划天然塘泊为蓄水池，用以调节运河水量，修建拦水大坝蓄积河水等措施，亦体现了中国人高超的水源工程技术水平。
三下江都与三伐高丽
杨广与扬州有不解之缘。当年统兵灭陈他立下赫赫战功，从并州调任扬州，任扬州总管，直至开皇二十年被立为皇太子归京，历时10年，才离开江都。
据《隋书·地理志》载，江都郡辖有江阳【今扬州邗江区】、江都【今扬州】、海陵【今泰州】、宁海【今如皋】、高邮、安宜【今宝应西南】、山阴【今淮安】、盱眙、盐城、清流【今滁县】、全椒、山阳【今六合】、永福【今天长北】、句容、延陵【今镇江】、曲阿【今丹阳】16县，堪称其时跨越大江南北、区域广大、山川秀丽、人口繁密、经济繁荣的雄藩大郡。在江都之时，杨广知道六朝在江南割据近400年，且南北政治、文化差异巨大，而文帝推行的“关中本位政策”对江南人士采取了排斥鄙视态度，其地极不稳定，陈灭不足两年，规模巨大的反隋叛乱便接踵而至。当朝廷派宰相杨素与他统率平叛时，杨广则与杨素的血腥镇压不同，实行剿抚并重、攻心为上之策，招降纳叛，请吴郡世族名士四处游说，其间有17城叛者纳城投降，不战而屈人之兵，其功不在杨素之下。
22岁的江都总管杨广广泛收纳江南人士，对江南文人优礼有加，尊崇宽大，并效法东晋宰相王导，学会一口流利的吴方言。开皇十一年，他在江都城内总管府金城殿设千僧会，隆重迎谒佛教天台宗创始人智觊，其礼遇之隆，不亚于陈朝君臣。这次盛典，杨广拜智觊为师，并在江都设立了四道场，亲临寂照寺听大师讲经说法。6年后智觊圆寂，杨广“五体投地，悲泪顶受”，十分悲痛。他依大师遗愿，于天台山南麓建立大寺院，后来他登基为帝，御赐这座寺庙为“国清寺”。由此可见其不凡的政治素养和手腕。
大业元年，隋炀帝建东都，打通通济渠和邗沟，与下诏准备亲自“巡历淮海，观省风俗”几乎是同时开始的。命黄门侍郎王弘、上仪同于士澄“往江南采木，造龙舟、凤艒、黄龙、赤舰、楼船等数万艘”，为巡幸江都作准备。仪卫之备，由太府少卿何稠总其成。何稠精通古今文物典章制度，又颇多创新。他制作36000人的黄麾仪仗，恐已空前绝后。为制作豪华仪卫，何稠向各州县征收羽毛。百姓为捕捉鸟兽，水陆布满罗网，可用作羽毛装饰的鸟几乎被一网打尽。
大业元年，通济渠、邗沟相通，长安至江都置离宫四十余所。《资治通鉴》卷180《隋纪四》描述称：八月壬寅，上发显仁宫，行幸江都。所乘龙舟四层，高四十五尺，长二百丈。上层有正殿、内殿和东西朝堂，中二层有一百二十个房间，皆饰以金玉，丹粉，金碧珠翠，雕楼绮丽。缀以流苏、羽葆、朱丝网络。下一重，长秋内侍及乘舟水手，以青丝大绦绳六条，两岸引进。可见，船舟是按照宫殿形制建造的，将宫殿建筑运用于造船业中，隋时造船工人的聪明才智由此可见。其豪华，更是前所鲜见。而皇后所乘“翔螭舟”，制度差小，而装饰无异。翔，为盘旋而飞；螭，为无角之龙也，是作为器物装饰的祥物，用来刻就皇后的船首，可谓名副其实。
这次首下江都的船队规模宏大，数量众多，所谓“舳舻相接二百余里，照耀川陆，骑兵翊两岸而行，旌旗蔽野”，从东都洛口起航，五十日乃发尽。据《隋书·炀帝纪》中称，王弘、于士澄大业元年三月制造的船只，有数万艘之多，送往东都的船只则有数千艘之多。隋人杜宝在《大业杂记》中，对这支龙舟船队作了较详细的记载，称这支船队共有船只5191艘之多。
乘坐龙舟者亦君臣有别、等级森严。据方亚光考证：位卑于皇后的妃嫔，船名“小水殿”或“浮景舟”，虽也朱丝网络，但却比龙舟、翔螭舟少一重；贵人、美女、十六夫人乘坐漾水彩舟，只有二重。随行的大臣官吏皆按官品高低分乘诸船。五楼船乘坐者为诸王、公主及三品以上重臣；三楼船乘坐者为四品官及僧尼、道士；五品官及各国来宾乘二楼船；六品以下九品以上的从官和五品以上官吏的家属，只能乘坐黄篾舫。
非但乘船者分为三六九等，挽引各类船只的船工亦分等级。挽引龙舟的船工称“殿脚”1080人，分三番，每番360人，皆“着杂锦彩装子袄行，缠鞋袜”。人数多、待遇丰。挽引翔螭舟的船工有900人，名“殿角”；挽引浮景舟、漾水彩的船工，每艘100人，称“船脚”。至于挽引诸王、公主、大臣、僧尼、道士、诸国蕃客之船的船工，则以“黄夫人”称之，每艘配备四五十人不等。其他船不配船工，兵士自乘。从船只的名称来看，有朱鸟船、苍暾船、白虎船、玄武船，为四方宿名，各方船只皆24艘，该为行进中的方位。另有12卫兵士乘船，并载兵器帐幕，内外百司所需供奉之物。船队仅挽船船工便有8万余人，可见其声势之浩，鼓乐之声亦闻之数里。凡所经州县，下令500里内都要献食，山珍海味，多有剩余，则就地掩埋。抵达江都之后，炀帝又令吏部尚书牛弘等议定舆服、仪卫制度。而为制造这些舆服仪仗，役使人工10余万人，“用金银钱帛巨亿计”。故炀帝每出游幸，“羽仪填街溢路，亘二十余里”。
应当说，炀帝南巡，考虑的是安抚江南，加强对江南的控制。此行，特地带上陈后主遗孀沈婺华，显然是为联络南人的感情。十月初二，又在江都宣布免除扬州租赋5年，旧总管内3年，次年初，又纳陈后主六女陈婤为贵人，并特诏灭陈时流放的陈皇室子弟，“尽还京师，随才叙用”。
诚然，如此浩大铺张的声势与仪仗，有皇帝唯我独尊、至高无上的尊严威慑江南的用意在，恐怕也有炫耀功业的心理。当年刘邦初见秦皇仪仗威仪出行，曾感叹大丈夫生当如此，可见帝王对此皆以为然。可像炀帝这般无所不用其极的骄奢荒唐之举，船队与两岸士兵总计二三十万众，沿途献食从役者每天都需十数万人，如此靡费而逞一时之兴，历史上恐也绝无仅有。这哪里是“观省风俗”，“躬亲存问”，使“天下无冤”。分明是鱼肉百姓，奢华游幸之举所带来的灾难。
王船山在《读通鉴论》卷十九中，曾言隋文帝为大俭者，其富有四海，求盈不厌，侈其多藏，甚至有盗边粮一升以上者便将其斩首。然“隋文帝之俭，非俭也，吝也”。“俭于德曰俭，俭于财曰吝，俭吝二者迹同而实异”。将金粟看得越重，则积金粟也越丰。隋积累的财富亦前所未有，隋灭后唐用20年也没有用光，可见其财之富足。可在这种情境之下，其不肖子孙便以为天下皆可随心所欲，莫若财也。谚称“大俭之后，必生奢男”，隋太子杨勇之饰物玩，耽于声色，炀帝之建“离宫别馆，塗金堆碧，龙舟锦缆，翦采铺池，裂缯衣树，皆取之有余”，到头来又资助了李密之狼戾，以丰盈自侈者，只是加速了自己的灭亡。
炀帝首次南巡江都，历时八个月，大业二年三月十六日离开，“陈法驾，备千乘万骑，入于东京”，进入刚竣工的东都洛阳城。
大业六年【610年】，隋炀帝第二次巡幸江都。《隋书》称“三月癸亥，幸江都宫”。二下江都之盛况，史书未载，想来当与第一次相像吧。不过，大业五年便在扬州建了江都宫，其殿阁巍峨，装饰华丽，内有不同名号的宫室十多处。此外，另建有临江行宫等。此时炀帝威震四海，被突厥人尊为“圣人可汗。”
同年六月，炀帝又将江都的地位提高，“制江都太守秩同京尹”，令江都有了陪都地位，成为隋在南方统治的政治中心。据《隋书》载，次年，“十二月己未，上升钓台，临扬子津，大宴百僚，颁赐各有差……”此次南巡，近一年时间。本欲东巡会稽，但因即将征伐高丽，于是，“乙亥，上自江都御龙舟入通济渠，遂幸于涿郡”，未回东都，直接巡视了征战准备情况。为了这场战争，炀帝开凿了永济渠，于黄河向北直达涿郡，兵甲粮草皆从此渠运往战地。渠成两年后，又令天下富人出40万钱买马，并派使官阅检器仗，务令精新，若有滥恶，则立即斩首示众。
大业八年【612年】正月，隋炀帝一意孤行地发动了这场战争。