古代淮河水系,大体上是*流入海的淮河干流以及干流南北的许多支流。淮北支流主要是洪汝河、颍河、涡河和汴泗河、沂沭河等。其中支流水系变化*大的是泗水水系。古泗水源出蒙山,经曲阜、兖州、沛县至徐州东北角会汴水;又在邳县的下邳会沂水、沭水,在宿迁以南会濉水。至今淮阴与淮河会流。
古泗水的上游部分与现在的泗河相似,下游部分由于黄河夺淮,已被南四湖和中运河所代替。古泗水流域面积比现今骆马湖以上沂沭泗水系面积要大,当时是淮河*大的支流。根据史料记载,黄河曾有数次侵夺淮河流域,但为时较短,对淮河流域改变不大。唯1194年第四次大改道起,淮河流域的豫东、皖北、苏北和鲁西南地区成了黄河洪水经常泛滥的地区。黄河长达661年的侵淮,使得淮河流域的水系,发生了重大变化。