唐贞元十二年（796年），鉴于北海远在大漠之北，艰于祭祀，故在济渎庙后增建北海祠。宋、元扩建，至明天顺四年（公元1460年）庙宇扩建到400亩，占地33万余平方米。自隋起，历代皇帝遣使莅临进行祭祀。
唐代，济水通而复枯，唐太宗李世民问大臣许敬宗：“天下洪流巨谷不载祀典，济水甚细而尊四渎，何也？”许敬宗答曰：“渎之为言独也，不因余水独能赴海也，济潜流屡绝，状虽微细，独而尊也。”济水虽然细微，却能独流入海，济水这种不达于海誓不罢休的顽强精神，就是它始终位列四渎的原因。
由于黄河泥沙沉积导致河床淤积，因而会不断改道，往北改道沧州附近入海，往南曾经夺淮河入海口。黄河多次夺济水的河道，导致济水河床抬高，后来在唐代和北宋时期，黄河不断向北摆动、南流之水越来越少，济水流域的一些支流无法汇入被黄河淤塞消亡的荥泽，反向南流逐渐成为今天淮河流域的一部分。这样，济水逐渐干涸，水量减少。
金明昌五年，黄河在阳武决口，发生最大的一次改道。河水夺泗水下游，合淮河入海。河南地区原属济水流域的地区成为黄泛区，使得济水再也没有从河南疏通到山东的可能，航运地位不再。
清咸丰五年，黄河在铜瓦箱决口，夺大清河入海，至此济水彻底从地图上消失。
现在河南济源，山东济南，济宁，济阳，济阴（现在曹州）还存在着与济水有关的地名，济水只留下一段古老的似是而非的传说。
