明初，定都应天，为南京。洪武元年（1368）八月初二日，大将徐达率军攻克元大都。十四日，改大都为北平，改大都路为北平府。洪武三年四月初七日，封皇子朱棣为燕王。十年之后，即于洪武十三年三月十一日，燕王朱棣到封国北平。二十五年四月二十五日，皇太子朱标病故。同年九月十二日，洪武帝立长孙朱允炆为皇太孙。三十一年闰五月初十日，明太祖朱元璋驾崩，遗诏称皇太孙朱允炆“仁明孝友，天下归心，宜登大位”。皇太孙朱允炆继位后，建元建文。受命辅佐建文帝的主要大臣是当时的兵部侍郎齐泰、太常寺卿黄子澄等。他们心里很明白，不削弱甚至剥夺在各地称王的建文帝的叔叔们的权势，朱允炆的皇位是坐不稳的。于是，便有了“削藩”之策，即陆续削除各藩王的权势。由此引发了一场明室争权夺位的激烈斗争，史称“靖难”之役。所谓“靖难”之役是燕王朱棣打着“靖难”旗号而发起的一场争夺皇位的斗争。经过三年多的战争，结果燕王取胜，夺得皇位，建元永乐，而其侄建文帝不知所终。永乐元年（1403）正月十三日，改北平为北京，改北平府为顺天府。四年闰七月初五日，“诏以明年五月建北京宫殿，分遣大臣采木于四川、湖广、江西、浙江、山西”。七年五月初八日，开始在昌平黄土山营建山陵，封其山曰天寿山。十八年九月二十二日，“诏自明年改京师为南京，北京为京师”。同年十一月初四日，“以迁都北京诏天下”。从此，北京成为明王朝的首都。不幸的是，第二年四月初八日，紫禁城内前朝三大殿即奉天殿、华盖殿、谨身殿遭火灾。转年闰十二月二十五日，内廷乾清宫也遭火灾。因此，洪熙元年（1425）三月二十八日，明仁宗有将国都迁回南京的打算，所以将北京各衙门都称“行在”，恢复“北京行部”及“行后军都督府”的建置。但是，国都回迁南京没有具体行动。直到明英宗正统六年（1441）十一月初一日，后庭的乾清宫、坤宁宫和前朝的奉天殿、华盖殿、谨身殿三大殿重新建成后，明英宗才决定“定都北京，文武诸司不称行在”。
永乐迁都北京后，特别是明英宗定都北京之后，京杭大运河对于北京来说犹如生命线，关乎国计民生，关乎国家安全。北京城长期作为明朝京师的地位是依靠京杭大运河的漕运来支撑的。
明代的京杭大运河与元代相比，有些地段的河道及其名称有较大变化。《明史·河渠志·运河》记载：南到钱塘江江口，北到北京东边门外大通桥，运道三千余里。总而言之，自昌平白浮神山泉等水，流贯都城北京，过大通桥，东至通州入白河者，为大通河。自通州而南至直沽（天津），会卫河入海者，是白河。自临清而北至直沽，会白河入海者，是卫水。自山东汶上县南旺镇分流，北经张秋至临清会卫河，南至济宁天井闸，会泗河、沂河、洸河三水者，是汶水。自济宁出天井闸，与汶水合流，至南阳新河，出茶城，会黄水、沁水后出夏镇，循泇河达直口，入黄河济运者，是泗河、洸河、小沂河及山东泉水。自茶城秦沟，南历徐州、吕梁洪，经邳州会大沂河，至清河县入淮后，从直河口抵清口者，是黄河水。自清口而南，至于瓜洲、仪征者，是淮安、扬州的各湖水。过了这便是长江了。长江以南，就是松江、苏州、浙江运道。淮安、扬州至京口（南京）以南的运河河道，通称为转运河，而由瓜洲、仪真到淮安的河道，又称为南河。由黄河到丰县、沛县的河段称为中河。由山东到天津的河段称为北河，由天津到通州张家湾的河段称为通济河。整条河总的名称叫漕河。这就把明代不同地段的运河名称及其水源说得清清楚楚了。
正是因为不同地段的运河名称不同，明代京杭大运河的漕运也就有了各种名堂，如白漕、卫漕、闸漕、河槽、湖漕、江漕、浙漕等。
所谓“白漕”，是指由天津至北京通州的三百六十里通济河漕运。通济河是潮白河在通州张家湾会温榆河、三里河（萧太后河）、桑干河（凉水河）水后，下流至天津的河道。因原是白河河道，便又名白河。这段河道的漕运，人称“白漕”。所谓“卫漕”，是指由山东临清北到天津的卫河（又称御河）河道的漕运。所谓“闸漕”，是指由山东临清南到江苏徐州的690里会通河的漕运。这段运河河道以山东汶上县的南旺为制高点，分汶河水向南、北流，向北至临清300里，地降9丈，设有21座闸；向南至徐州镇口390里，地降10丈6尺，设27座闸。因为南北地势差别大，必须多设闸以控水流，漕船要过几十座闸门，所以会通河段的漕运称为“闸漕”。所谓“河漕”，是指徐州到淮安的500余里一段黄河河道的漕运。元、明时期，黄河自开封向东流，经商丘、徐州、淮安等地，夺淮河下游河道入黄海。南北大运河淮安至徐州段实际是利用一段黄河河道。这段河道有三股汊：中路叫浊河，北路叫银河，南路叫符离河。三路之中，中路浊河的济漕作用较大，所以这段漕运称为“河漕”。所谓“湖漕”，是指自扬州北到淮安之间370里的漕运，因为这段运河两侧多湖泊，有些航程就是通过湖水，所以称为“湖漕”。所谓“江漕”，是指湖广、江西以及南直隶的宁国、太平、池州、安庆、江宁、广德等府的漕粮要经过一段长江航道而运到瓜洲、仪真，然后转入运河北行。这长江航段的漕运，就称“江漕”。所谓“浙漕”，是指长江以南的运河段漕运，因为南起浙江（钱塘江），所以称为“浙漕”。京杭大运河漕运实际上是浙漕、江漕、湖漕、河槽、闸漕、卫漕、白漕的连接与综合。
明代漕运之法多有变更，正如《明史·食货志·漕运》所说：“自成祖迁燕，道里辽远，法凡三变。初支运，次兑运、支运相参，至支运悉变为成长运而制定。”意思是说，自从永乐皇帝迁都北京后，因为由江南鱼米之乡向国都北京漕运米粮路程遥远，所以进行漕运的办法有三次大变更，起初是支运，后来是兑运与支运并行，待到支运都变成长运之后，漕运制度才最终定下来，没有再变。那么，什么是支运？什么是兑运？又什么是长运呢？
明代在大运河沿途要地，如淮安、徐州、德州等地，各建有大型粮仓。所谓“支运”，就是各省应缴纳税粮的农民将缴纳的米粮就近运到各仓，而由政府分遣官军再挽运。淮安仓的漕粮由浙江、南直隶军运到徐州仓，徐州仓的漕粮由京卫军运到德州仓，德州仓漕粮由山东、河南军运到通州仓或京仓。这样依次递运，每年往返四次，可运300万余石，这就是支运。
宣德六年（1431），因为各省特别是江南各地民运粮至诸仓，远的往返几乎要一年，严重影响农业生产。为了不致误农，根据主管漕运官员陈瑄的建议，令江南民运漕粮至淮安、瓜洲之后，兑与卫所，由官军直接运至通州、北京，途中路费、耗米由政府支付。这样一来，可谓军民两便，这就是“兑运”。每年有400万石漕粮运到北京，其中十分之六贮藏于通州仓，十分之四贮藏于京仓。
后来江南的漕粮也都以“水次改兑”的形式，由漕运军卒长途直接挽运通州或京师，中间不再改兑或接力式的递运，这就是“长运”。
不管漕运的方式方法怎样变化，每年都有数百万石米粮运到北京。原来运到北京的漕粮未有定额，成化八年（1472）始定每年400万石。其中，北粮七十五万五千六百万石，南粮三百二十四万四千四百石。但因还有折色和耗米，所以实际上每年运到北京、通州的漕粮多达五百一十八万九千七百石。漕粮之外，江浙的苏州、松江、常州、嘉兴、湖州五府还要输运北京内府用的白熟粳糯米十七万四十余石，内折色八千余石；给朝廷各府部输运糙粳米四万四千余石，内折色八千八百余石。这部分用做官禄的白粮，即使在实行长运法后，仍由民船输运到京，称之为“白粮船”。
漕运所用的船，永乐至景泰间，无定数。明英宗天顺以后，定下漕运船数为一万一千七百七十五只，漕运官军十二万一千五百余名。至崇祯中，漕运船只为一万二千一百四十三只。当时，好点的船都是用楠木、杉木打造的，差些的则用松木，并规定所有漕船“三年小修，六年大修，十年更造”。起初，每艘船装载正米（官府定额所收的米）与耗米（正米之外每石另加数斗，以备沿途损耗所用的米）共四百七十二石，后因船只缺少，一船装运米增至七八百石。加上十多万运漕官军私自捎带的土特产等货物，每船的载重就更多了。
成化间，开始确立各地漕船到京的时日期限。其中，北直隶（河北）、河南、山东是五月初一日；南直隶（今江苏、安徽）是七月初一日，江南需过江支兑者，延展一个月；浙江、江西、湖广是九月初一日。三年一考察，违限者，有关漕运官要降职受罚。嘉靖年间，进一步定下漕船过淮河的期限，江北是十二月，江南是年后正月，湖广、浙江、江西则是三月（万历时又改为二月）。至于到京的期限，嘉靖间也有调整，原定限五月初一日者，缩一个月，即改为四月初一日；原定限七月初一日、八月初一日、九月初一日者，递缩两个月，即改为五月初一日、六月初一日、七月初一日，后又通缩一个月。
大运河漕运关乎国计民生和边防安全，所以明代前后都有多种官员掌理漕运事务。永乐年间，用以催促、监督漕运的官员有御史、侍郎、都御使等，另有郎中、员外、主事之类的官员分管不同的漕务。景泰二年（1451），始设漕运总督，驻淮安，与总兵、参将共同管理漕务。本来在宣德年间，令运粮总兵官、巡抚、侍郎等于每年八月到北京，会商下一年的漕运事务。漕运总督设置后，该官也要赴京参与会商。这一制度到万历十八年（1590）时才废止。漕运其间，每年正月，漕运总督要到扬州巡察，亲自经管北上漕船在瓜洲、淮安过闸的问题。总兵则驻徐州、邳州（在今江苏邳县南、黄河北岸），督理漕船过洪泽湖入黄河闸的问题，并同理漕参政官一起管押漕船赴京。途中负责催赶漕船的官员有御史、郎中；而随船押运的官员则有参政；还有大批的主事，职掌监兑、理刑、管洪、管厂、管闸、管泉、监仓之类。另外，还有专管清江、卫河的提举官。每年当漕船接兑漕米完毕，北上过淮河、洪泽湖时，巡抚、漕司（主管漕运的官衙）、河道（主管漕运河道的官衙）等需分别以不同的职掌向京城奏报。如果有关衙门事前不将米准备好，军卫不将运船准备好，漕船过淮河时延误期限，责任在巡抚。如果米早已有了，船也早备齐了，而不抓紧时间检验放行，而且不是因为河道阻塞而压着大帮漕船停泊在那里，以致漕船在过洪泽湖时因延误期限而漂冻者，责任在漕运司。如果漕船粮米都按时而行了，但因河渠淤浅，疏浚无法，而且沿途闸座不能适时启闭，漕船不得过洪泽湖而到达张家湾，则是河道官的责任。每年漕运顺当无事则已，一旦出事，则根据具体情况追究有关官员的责任。
总之，明代漕运，路途遥远，任务繁重，上有朝廷的各种禁限，下有河道的多处险阻，加上途中常遇风雨袭扰，又有大小漕官催逼剥削，从事漕运的军士民夫的辛苦可以想见。不少从事漕运的军士和民夫以致卖资产，卖子女，家破人亡。
在谈到明代京杭大运河及其漕运的时候，不禁令人想起明朝浙江宁波府人张得中写的一首长长的顺口溜，题目叫作《北京水路歌》，叙述了他从浙江宁波坐船由大运河水路到北京的一路经过、见闻及感想。这是一首既有文采又有史料价值的诗歌。其中，他谈到大运河及漕运的情况。“……宝应县，宝应湖，荒城已废存浮图。古淮大道通南北，物阜民康军饷储。漕运循规事专一，密密征帆蔽天日。桅樯接踵连舳舻，舵楼按歌吹筚篥……”当他乘船一路由大运河到达北京的时候，他在《北京水路歌》的最后说：“我本江南儒，宦游至于此。所经之处三十六，所历之程两月矣。共经水闸七十二，约程三千七百里。”
其实，明代大运河的漕运因不同地段的运河河道常有阻塞，有碍漕运，所以疏浚修治运河也成为明廷的一大要务。据《明史·河渠志》记载，永乐年间大运河运道已定。其后，“宣宗时，尝发军民十二万，浚济宁以北自长沟至枣林闸百二十里，置闸诸浅，浚湖塘以引山泉。正统时，浚滕、沛淤河，又于济宁、滕三州县疏泉置闸，易金口堰土坝为石，蓄水以资会通。景帝时，增置济宁抵临清减水闸。天顺时，拓临清旧闸，移五十丈。宪宗（成化）时，筑汶上、济宁决堤百余里，增南旺上、下及安山三闸。命工部侍郎杜谦勘治汶、泗、洸诸泉。武宗（正德）时，增置汶上袁家口及寺前铺石闸，浚南旺淤八十里”。显然，这些治理运河漕道的工程都在山东省境内，说明山东境内的运河漕道是大运河的“多难”地段。