1949年至1956年，正当“过渡时期”和“一五”时期，大规模经济建设拉开序幕，水利建设以“治淮”为重点全面展开。前所未有的大规模水利建设中提出的各种技术问题，形成了对南京水利实验处（按照同行习惯，当时简称为南实处，下同）科研工作的巨大推动力量。

1950年夏天，淮河水系发生约10年一遇洪水，灾情十分严重。当年毛泽东主席多次批示，提出编制导淮计划，题词“一定要把淮河修好”。 周恩来总理主持研究、10月政务院发布《关于治理淮河的决定》， 同年11月成立了治淮委员会，统一领导“治淮”工作。 1951年，“治淮”委员会制定了淮河中下游的防洪规划。从1951年1月开始，由“治淮”委员会主持，经过4个多月的工作，完成了以防洪为主要内容的《关于“治淮”方略的初步报告》，其主要内容为：“治淮”问题的由来、淮河流域的特征与演变、洪水流量的分配及控制、山谷水库、润河集蓄洪工程、中游河道整治、洪泽湖蓄洪工程、入江水道、水的利用、管理制度、1952年度施工计划等。1954年淮河再次发生大洪水，暴露了初期规划的设计洪水偏小、防洪标准偏低，必须重新制订规划。1954年冬开始，历时一年半，1956年4月完成了《淮河流域规划报告（初稿）》。规划内容分为：流域总述、水利经济计算、防止水灾、灌溉、航运、水力发电、水土保持、勘测设计和科学研究工作、结论等10卷，约100万字。在编制淮河规划的同时，淮委勘测设计院又会同江苏、山东两省治淮指挥部，历时两年多，于1957年3月编制了《沂沭泗地区流域规划报告初稿》。

经过几年努力，1956年已建成佛子岭等大型水库，响洪甸等大型综合水利枢纽，完成了一系列治理工程。其中佛子岭水库大坝是当时亚洲第一座钢筋混凝土连拱坝、响洪甸水库大坝是当时国内最高重力拱坝、梅山水库大坝是当时世界上最高的钢筋混凝土连拱坝、磨子潭水库大坝是当时国内第一座钢筋混凝土支墩坝。经过8年不间断的治理，到1957年冬天，“治淮”工程终于见到了明显成效。在这8年里，国家投入资金12.4亿元，治理大小河道175条，修建水库9座，库容量316亿立方米，还修建堤防4600多公里，极大地提升了淮河的防洪泄洪能力。“治淮”工程，作为新中国第一个全流域、多目标的水利工程，达到了初步控制淮河水患的目的。两岸数千万人民，告别了“大水大灾，小水小灾，无水旱灾”的悲惨历史。他们用歌声表达了自己的喜悦和自豪：“霹雳一声震长空，千里淮河展新容。辞别黑暗千万载，迎来曙光一片红。”

在当时大多数水利科研院所刚刚建立或正在筹建，高校没有下达的科研任务、进入经济建设主战场的情况下，南实处凭借多年的人才储备和技术积累，较多地承担了水利科研任务，适应了全国水利建设的需要。1950年南实处水工试验大厅建成，为承接工程模型试验创造了条件，土工、材料试验设备也大为改善，初步具备了大量承担试验研究的能力。1950-1956年间，进行了水文资料整编，水闸模型试验（包括泄洪、分水、进水、退水和挡潮等各种类型的水闸），水库溢洪道、输水道、泄洪洞和闸门试验，潮浪试验（包括波动理论、海岸动力、海工建筑物等），船闸试验，河道冲淤试验，地基、土坝、边坡、渗流试验、混凝土材料试验等，保证了“治淮”重点工程以及大伙房、黄坛口、古田溪、富春江七里垅、狮子滩等水利水电工程的成功建设。与此同时，南实处响应“向科学进军”的号召，根据国家科技规划，制订了科技发展远景规划，确立自己的科研定位，对工程中遇到的一些重要和关键性的问题，开展了总结提高性的专题研究，1955年，水利部召开首届水工试验学术讨论会，经过专家组评议南实处的“闸下消能初步综合研究”、“输水道出口的几种消能措施”，以及西北所的“灌溉渠道陡坡跌水下游消能防冲问题初步报告”等三篇，收入《水工建筑物下游消能防冲问题》一书，由水利出版社出版。在之后的全国第一届力学会议上南科所提供了“水面漂浮结构消浪作用试验研究”、“二元波浪冲蚀岸滩试验研究”等四篇论文，都对当时的工程设计发挥了重要作用。

大规模水利建设，呼唤着水利科学研究事业的大发展。根据水利部统一部署，南科所撤并了水文所；分建了南京水工仪器厂；抽调大批骨干援建北京水利科学研究院，并积极协调与新建兄弟单位的关系。连续举办培训班，为全国各地、各部门培养了数以千计的科学试验研究人员，推广试验技术。这是一个全国水利科技大发展的年代，也是水利科技大协作、大支援的年代。南实处的自身建设也在这一过程中得到加强，除了水工、河工、土工、材料结构等传统优势领域外，其后多年的具体研究方向，大都可以在这里找到源头。这时试验方法和仪器设备也不断改进，水利文献资料编译及出版工作不断加强，所内人才培养成效显著。