会通河开通以后，通州（今北京通州）至大都（今北京）之间仍须陆路搬运。为使漕船可以直达大都，郭守敬提出开凿通惠河的建议。《元史》卷六四《河渠志》记 载：“世祖至元二十八年，都水监郭守敬奉召兴举水利，因建言：‘疏凿通州至大都河。改引浑水溉田，于旧牐河踪迹导清水，上自昌平县白浮村引神山泉，系折南 转，过双塔、榆河、一亩、玉泉诸水，至西水门入都城，南汇为积水潭，东南出文明门，东至通州高丽庄入白河。’”

上述“浑河”即今永定河，“旧牐河”即金朝所开闸河。

郭守敬上奏的“建言”，元世祖“览《奏》喜曰：‘当速行之’”。遂命郭守敬主持，于至元二十九年（1292）春天动工开凿，至三十年（1293）秋天完工。

通惠河开通以后，船只可以直接往返于通州与大都之间。《元史》卷一六四《郭守敬传》记载：“先是通州至大都，陆运官粮岁若干万石。方秋霖雨，驴畜死者不可 胜计。至是皆罢之。三十年，帝还，自上都过积水潭，见舳舻蔽水，大悦，名曰通惠河。”积水潭上“舳舻蔽水”，堪称对运河的一次大展示。至此，南起杭州，北 至北京，连接钱塘江、长江、淮河、黄河、海河五大水系的大运河全线贯通。