五代、宋元時期，海堤工程有更進一步的發展，即從土堤轉變成石堤。由於土堤防潮的效果較差，五代後梁開平十年（910 A.D.），吳越王錢鏐在杭州沿海一帶，用新的材料建造更堅固的海堤，他先編竹籠，接著將石塊填入竹籠內，再運到海濱堆成堤壩，最後打上木樁加固，即形成所謂的「竹籠石堤」，塘外的打下大木樁起防浪消能護腳作用。但竹籠石堤內的竹木容易腐壞，在使用上仍有缺陷，所以人們加以改良而有石堤的出現。最早的石堤工程，應為北宋景祐三年（1036 A.D.），由杭州知府余獻卿所修築，長約幾十里。後來范仲淹任泰州西溪鹽官，見唐代李承所修之海堤已坍塌，即修復與擴建海堤，完成一條長約一百八十里的長堤，北起楚州（今江蘇淮安）北部，中間經過鹽城（今江蘇鹽城市），南至通州（今江蘇南通），人稱「范公堤」。至和年間（1054-1056 A.D.），海門知縣沈起又加以擴建，將此堤向南延伸七十里，人稱「沈公堤」。南宋在海堤的建設上也有所發展。南宋嘉定十五年（1222 A.D.），浙西提舉劉垕首創「備塘河」與「土備塘」，作為海堤的第二道防線。劉垕在海堤的內側不遠處，挖一條河道，是為備塘河；又將挖出的土，在河道內側夯築一道土塘，叫土備塘。備塘河與土備塘的作用在於海堤被沖毀時，備塘河可疏導海潮，而土備塘可成為防潮的第二道關卡。其後元朝也進行大規模的海堤修築。在杭州灣北岸，興建一條長約一百五十里的石堤，北起松江口，南至海鹽（今浙江海鹽縣）。在南岸的餘姚（今浙江餘姚市）ㄧ帶，地方官葉恒、王永等人，也修築四千多丈的石堤。另方面，建於北宋的「范公堤」、「沈公堤」，在元代都作了維護與擴建，並使兩堤的長度延伸達三百多里。