北上川
江合川では宮城県が計画していた鳴子ダムが建設省に事業移管され建設。その宮城県は花山ダムを建設しさらに栗駒ダム(三迫川)等を更に建設。更に「第2次迫川総合開発事業」を計画し自然湖・長沼のダム化(長沼ダム)を計画した。岩手県でもやや遅れて補助多目的ダムの建設が始まり、綱取ダム(中津川)や入畑ダム(夏油川)、早池峰ダム(稗貫川)が建設・計画された。この様に多目的ダムを中心とした河川総合開発によって以前に比べて水害の被害は減少し、北上川の水質も四十四田ダムの完成以降改善され、現在は農業用として利用できるまで水質が改善している。ただし水力発電に関しては、電源開発によって田瀬・石淵両ダムを利用した水力発電を行っているものの、大規模ダム式発電所や揚水発電は行われていない。これは北上川の河川勾配が他の河川に比べ緩やかな事が起因している。
宮沢賢治(花巻市)、石川啄木(盛岡市)など流域出身者の作品にも取り上げられた。花巻市の東部、猿ヶ石川合流点の西岸は宮沢賢治がドーヴァー海峡を想起し名付けた「イギリス海岸」があり、西磐井郡平泉町には北上川が一望できる義経堂がある。
北上川流域には、日本ハリストス正教会の教会が多く分布している。これは、明治初期における北上川の河川交通との関わりが深い。
明治時代に入ると政府主導による治水工事が各地で行われたが、その代表的なものに旧内務省による「北上川改修工事事業」がある。北上川は、かつて石巻を貫流して仙台湾へと注いでいたが、度重なる洪水から石巻などの下流地域を守るため、下流域の手前から分流させる工事に着手することとなった。1911年(明治44年)から1934年(昭和9年)までの23年をかけて北上川を登米市付近で派川である追波川を利用した開削工事を実施。旧北上川と新北上川に流れを分け、新北上川を放水路として東の追波湾へ遷させた。旧北上川についても1920年(大正9年)より1932年(昭和7年)まで12年の期間をかけて北上川の分流工事と河川の改修工事を行い、分流堰として鴇波洗堰・脇谷洗堰が建設され、水運確保のための脇谷閘門も設置した。また分流地点より下流には飯野川可動堰が建設され、洪水調節と用水確保が図られる。一方、江戸時代に迫川との合流工事が実施された江合川も、北上川と同様に洪水を分散させるために新江合川を開削。鳴瀬川に合流させる事によって仙台平野の水害を防除することを試みた。
水運整備では、野蒜築港の建設に合わせて北上川と鳴瀬川河口を結ぶ北上運河が1882年(明治15年)に竣工した。この他にも仙台湾沿岸で運河の整備構築が行われ、鳴瀬川河口と松島湾の間には東名運河が開削され、松島湾から阿武隈川河口の間では既存の水路が改修されて一続きになり貞山運河となった。こうして、北上川はこれらの運河群を通じて野蒜や塩竈、阿武隈川と結ばれることになった。1960年代後半に仙台港建設の影響で貞山運河の一部は失われ、現在、北上川から運河を通じて結ばれているのは仙台港までである。