白洋淀的人工堤防当始自战国。约在公元前334至311年，燕国为了防御秦、赵、齐的入侵，修筑了南长城。因多沿易水堤扩筑，故又有“易水长城”之称。这条长城始于今易县西南，向东经定兴、徐水、安新、任丘而终于文安东南，全长250余公里。今白洋淀北部的新安北堤，旧称“长城堤”，相传为燕南长城遗址。当时修筑易水长城尽管是出于军事国防需要，它对古白洋淀形成发生的重要影响也是不能低估的。以后，西晋左思在《魏都赋》中提到“掘鲤之淀”。唐李善注：“掘鲤之淀在河间鄚县西”。这是白洋淀见诸古籍的最早记载。
《新唐书》有:“鄚州有九十九淀”的记载。“九”极言共多，并非确指。然而，这里洼淀相连，一片泽野的景象是可以想像的。明万历本《任丘县志·山川》记载：“长丰渠……在县西北，……引水东流通漕溉田，开元(唐玄宗年号）刺使卢恽开”。又称：“鱼陡(音bei），县南五里，亦名通利渠，唐令鱼思贤开，以泄淀水，得地二百余顷。”上述可以看出，从唐朝起，淀边人民就着手治理并开发利用古白洋淀了。
到了宋代，出于军事斗争的需要，在宋辽边界开始了大规模的修堤筑埝，开塘泊蓄水工程。《宋史·河渠》载，宋太宗淳化四年（993年）三月，征调河北诸州一万八千人在边界开塘汩蓄水。沿雄州、鄚州、坝州及平戎军（治在今文安西北），破虏军（治所在今坝县信安），顺安军（治所在今安新安州）一带修筑堤埝六百余里，开泊合淀，“自坝州引滹沱水灌之”，水“深不可行舟，浅不可涉渡”。既灌溉屯田水稻以充军需，又限制契丹骑兵以拒敌。宋真宗咸平至景德年间（998―1007年），在宋辽边界进一步开修塘泺，汇聚缘边诸水形成一条东起沧州界，西至保定的塘泊防线。其中，有两段即在今白洋淀区域。一段“东起雄州、西至顺安军，合大莲花淀、洛阳淀、牛横淀、康池淀、畴淀、白洋淀为一水，衡广七十里，纵三十里或四十五里，其深一丈或六尺，或七尺。”另一段“东起顺安军，西至保州，合齐女淀（一写齐安淀）、劳淀为一水、横广三十余里，纵百五十里，其深一丈三尺或一丈”。上述第一段塘泊中提到的白洋淀，在端村、淀头以南、圈头以西，因其面积最大，故后来以其名指代雄州以西诸塘泊。《宋史·河渠志》记载了当时主管缘边塘泊的太监杨怀敏于庆历五年（1047年）给宋仁宗的密奏：“知顺安军刘宗言闭五门、幞头港、下赤、大涡、柳林口漳河水不使入塘，臣己复通之，令注白洋淀矣”。可见，当时“白洋淀”已成为边界西部诸淀的总称了。明代以后，人们见到淀水汪洋浩渺，势连天际，遂演化写成“白洋淀”。
随着开塘泊屯田政策的实施，白洋淀范围也有所扩大。《宋史.唐介传》记载，沿边塘水岁溢，害民田。中人(太监）杨怀敏主之，割邑(任丘，时唐介为任丘令）西十一村在猪涨潦，介筑堤阑（拦）之，民以为利，曰唐堤。从这段记载看，宋时任丘唐堤的修筑，是白洋淀扩展的一个证据。另外，白洋淀东部水域及沿堤村庄，近年来发现了不少唐以前的遗址，如采蒲台村的东周陶井、战国及汉唐墓葬，圈头村的北朝砖室墓、唐墓，李广村的唐墓等等。这些都是北宋初白洋淀向东扩展的物证。另据《新安县志》记载，今白洋淀西部的四门堤，北部的新安北堤，皆筑于宋。相传为北宋名将杨延昭为防御契丹而筑。从上述可以看出，宋代是人工促使白洋淀形成的重要时期。
明代，白洋淀几度干涸。据史、志记载，明成祖朱棣曾带兵在留通淀、荷花淀筑台田；弘治元年（1488年）白洋淀淤积为平地，百姓在淀内耕种，官府在淀中央办过牧马场。正德年间，唐河决入白洋淀。该淀汇聚了漕、瀑、萍、府、唐、清水、孝义、潴龙、白沟等九河之水，而具备了今天的规模。
清代加速了白洋淀堤防的治理。
康熙五年（1666年）直隶巡抚“发币万金”在安州筑堤120里。三十五年（1696年），命原河道总督任新勘查各处堤工，派内阁学士观保修筑完固。又三年，命直隶总督吴赫“出资效力”，修筑新安堤工。雍正三年（1725年），雍正派其弟允祥和大学士朱栻勘查直隶水利。他们提出，“治直隶水利必自淀始。凡古淀之尚能存水者，均应疏浚深广”、并“多开引河，使淀与淀相通。已淤为田畴者，四面开渠，中穿沟洫。洫于渠、渠达于河于淀。而以现有淀内河身疏瀹（yue）通畅，为众流之纲。经纬条贯，脉脉相通，泄而不竭，蓄而不盈。而后圩田种稻、早涝有备”。(《基辅水利四案》）
雍正四年（1726年），在大渥淀疏渠、汇水、营田。
光绪六年（1880年）县令赵秋亭修筑千里堤。直隶总督奏请朝廷拨赈米六千石。江苏义账局严作霖助赈银三万余两，修筑了任丘境内千里堤“七十二里有奇”。堤基五丈、顶一丈，高九尺。以后，又多次修筑白洋淀周围堤埝，使之成为长堤环绕的北方湖泊。