2002年，原本只负责通航的京杭大运河被纳入了“南水北调”三线工程之一，成为中国南水北调东线工程的重要环节和通道，通过它长江下游的水得以送到北部缺水的山东和河北等地。
在徐州市京杭大运河上设有张楼水站。
2014年9月，通州、武清、香河三地水务部门已签订战略合作协议，京杭大运河通州—香河—武清段有望实现复航，计划于2017年实现初步通航，2020年正式通航。
2019年2月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《大运河文化保护传承利用规划纲要》（以下简称《规划纲要》），并发出通知，要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。
2019年10月3日，京杭大运河（通州城市段）旅游通航仪式举行，北关闸至甘棠闸段11.4公里正式通航。
2021年6月26日，京杭大运河北京段的通航将创造多项新的历史，包括北京市第一次出现航道和航运，第一次出现船闸等通航建筑物运行管理，第一次出现市内水路运输等。
2022年4月14日，在南水北调东线一期北延工程供水基础上，岳城水库开闸，潘庄引黄渠首加大流量，向京杭大运河黄河以北河段补水，标志着京杭大运河2022年全线贯通补水行动正式启动。
2022年4月28日10时，位于山东德州的四女寺枢纽南运河节制闸开启，岳城水库水经卫运河与南水北调东线北延工程水、引黄水汇合，进入南运河；位于天津静海区的九宣闸枢纽南运河节制闸开启，南来之水经南运河与天津本地水汇合。
至此，京杭大运河实现近一个世纪以来首次全线通水。
