張居正當國，大權獨攬，既然把國家當回事，自己就格外勞累，他自稱為 “別無他長，只不過天性耐煩而已”。萬歷初，黃河便是一大煩事，它屢次決口，影響南糧北運的安全。自隆慶以來，治河方案提出了不少，有的主張在下游多開支河以分流入海的; 有的主張消極保運河，任黃河泛濫; 還有的主張另開新運河，以避開黃河。張居正聽取大臣意見，二次花大力氣治運河，都失敗了，他承認錯誤，將河漕并治，并啟用治水專家潘季馴，力排眾議，全力支持他的工作，終于取得成效。潘季馴，字時良，嘉靖末即任總理河道，開始了治黃生涯，隆慶及萬歷年間又三任河官，前后27年，72歲退休時，他還對神宗說： “去國之臣，心猶在河”。潘季馴也是不說廢話的實干家。每次奉命治河，他都親自參加工地勞動，以鼓舞士氣。隆慶四年，河防工程剛結束，連日大雨，洪峰突然撲來，新修的堤防多次決口，民工都紛紛逃散。潘季馴正身患背疸，包裹著瘡口趕到工地，官民十分感動，同心協力，終于化險為夷。治河的事務，上至設官建閘，下至建堤用的木石，他都一一認真處理，以至積勞成疾，骨瘦如柴。為了取得第一手的資料，他常常沿河踏勘，虛心向各地官民請教。一次，他乘小船到河中勘查，突遇大風，小船在波濤中顛簸，十分危險，后掛在樹上，才幸而脫險。經過調查，他得出正確的結論，即“筑堤束水，以水攻沙”的原則，黃河之水含沙太多，若分水則流緩，緩則沙滯，河床就會很快抬高，水急則攜沙而下，使河床較深。具體做法是在河濱附近筑縷堤，以約束河水，使其急流而下，再在二三里外筑一遙堤，若水勢過大，漫過了縷堤，就由遙堤阻擋。他寫了《河防一覽》一書，為治河的寶貴資料。