东线工程 从长江下游扬州（江都）引水，利用京杭大运河提水北送，并连接洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水：一路向北，经隧洞穿越黄河至天津；一路向东，通过胶东输水干线经济南到烟台、威海。
中线工程 从加坝扩容后的丹江口水库引水，沿唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭后，经黄淮平原西部边缘，在郑州以西穿过黄河，沿京广铁路西侧继续北上，可基本自流到北京、天津。
西线方案 在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游。西线方案旨在弥补黄河上游水资源不足，解决青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西6省（自治区）的缺水问题。
“南水北调”东线、中线一期主体工程建成通水以来，已将长江之水大量调往北方，直接受益人口达1.2亿。西线方案尚处于规划论证阶段，还未开工建设。