隋朝時，在運河兩岸築有寬闊的御道，種植成行的柳樹。從長安到江都，修建離宮四十餘所。此外，沿運河還建立了許多糧倉，作為轉運或儲存糧食的地方。其中著名的有黎陽的黎陽倉(今河南浚縣東南大伓山麓)，洛陽的興洛倉(後改名洛口倉，今河南鞏縣東北，周圍二十餘里，有窖三千，每窖可容糧八千石)、迴洛倉(迴一作回，隋唐洛陽城北七里，周圍十里，有窖三百)、含嘉倉(隋唐洛陽城北部，倉城總面積約四十三萬平方公尺，有窖四百以上)，河陽的河陽倉(今河南孟縣南、黃河北岸)，陝縣的常平倉(今河南三門峽西南)，華陰的廣通倉(後改名永豐倉，今渭河入黃河處)，京師大興城的太倉和山陽的山陽倉(今江蘇淮安西北運河東岸，儲糧達百餘萬石)。隋末，到處鬧饑荒，百姓餓死無數，這些倉庫裡卻堆滿了糧食，但政府卻不願開倉賑饑，唐太宗在位時就曾表示，隋時的糧食，足夠政府六十年之用。隋各段運河至唐代通稱為漕渠或漕河，通濟渠東段則稱汴渠、汴河或汴水，邗溝、江南河被稱為官河。永濟渠名稱依舊，但已與沁水隔絕，專以清、淇二水為源。各段中仍以連接長安、洛陽與江、淮地區間的漕渠、汴河和淮南漕渠最為重要，構成了唐朝的生命線。高祖、太宗之時，每年從江淮地區漕運到長安的糧食約二十萬石。自高宗以後，國家財政支出日漸增加，至玄宗天寶年間，每年運米達到二百五十萬石。肅宗以後，中原殘破，政府的財政收入主要依靠江南地區。因而這條運河能不能通行，直接關係到唐朝的存亡。永濟渠仍為河北地區運輸要道，沿渠的魏州(今河北大名東北)開元時在城西建樓百餘間，「以儲江淮之貨」，貝州(今河北清河西北)在天寶時被稱為「天下北庫」。 隋唐運河並不能長期全線順利通航，除有時因戰亂被阻斷外，自然因素也給航運造成許多困難。例如關中的漕渠，至唐初就淤塞而廢棄了。漕運改由渭水達長安。自洛口西赴關中以黃河為運道，中間有三門砥柱之險，經常會發生沉船翻船事故。因此從洛陽到陝州這一段路有時不能不改用極為耗費的陸運。汴渠、淮南漕渠則常因淤積而影響漕運。同時，運河路程既遠，沿線各地氣候又不一致，或雨或旱，漕運常因運河水淺和黃河水大浪高而停留。安史之亂時，黃河南北地區和長安附近遭到嚴重破壞，唐政府更加依賴江淮的賦稅，而當時運河被亂軍勢力切斷，江淮地區的租米與庸調錢貨改自長江、漢水而上，經漢中轉運入鳳翔。這條路線迂迴險阻而且勞費。等到亂事平定，想要恢復從運河漕運，但汴渠因為年久失修淤塞，河道無水，無法通航。代宗即位時，長安一斗米要價千錢，皇宮中沒有隔夜的儲糧。代宗廣德二年(764)，疏浚汴渠，並改革法制：造船二千艘，每船載米千石，十船為一隊，每隊三百人，篙工五十人；僱用船夫，不徵用民工。沿途派官吏監督，從揚州到河陰派遣軍隊護送。河陰以上，組織專人用竹、麻繩拉船。另外根據長江、汴水、黃河、渭水各段水情的特點和船夫對各段航道熟悉的不同，實行分段轉運。規定「江船不入汴，汴船不入河，河船不入渭；江南之運積揚州，汴河之運積河陰，河船之運積渭口，渭船之運入太倉。」保證了行船安全和提高了運輸效率，也大大減少了運費和損耗。當時江淮漕渠每年北運一百一十萬石，四十萬石儲存在河陰倉，三十萬石儲陝州太原倉，四十萬石運抵長安。德宗時東南漕運常常因為藩鎮叛亂而被阻斷，關中的糧倉因此幾乎竭盡，引起朝野的極度恐慌。德宗貞元二年(786)，在平定地方叛亂，江南漕米又能順利運到陝州時，德宗高興地對太子說：「米已至陝，吾父子得生矣。」六軍軍士得知這一情況，「皆呼萬歲」。由此可見運河對維持唐朝政權的重要性。