根据黄河含沙量大的特点提出：“筑堤束水，以水攻沙”的治河方策。

潘季驯在《河议辩惑》中说：“黄流最浊，以斗计之，沙居其六，若至伏秋，则水居其二矣。以二升之水载八斗之沙，非极迅溜，必致停滞。”“水分则势缓，势缓则沙停，沙停则河饱，尺寸之水皆有沙面，止见其高。水合则势猛，势猛则沙刷，沙刷则河深，寻丈之水皆有河底，止见其卑。筑堤束水，以水攻沙，水不弃溢于两旁，则必直刷乎河底。一定之理，必然之势，此合之所以愈于分也。”

为了达到束水攻沙的目的，潘季驯十分重视堤防的作用。把堤防比作边防，强调指出：“防敌则曰边防，防河则曰堤防。边防者，防敌之内入也；堤防者，防水之外也。欲水之无出，而不戒于堤，是犹欲敌之无入，而忘备于边者矣。”他总结了当时的修堤经验，创造性的把堤防工作分为遥堤、缕堤、格堤、月堤四种，因地制宜地在大河两岸周密布置，配合运用取得了较好的效果。

万历七年（1579年）潘季驯治河时，本着“塞决口以挽正河，筑堤防以溃决，复闸坝以防外河，创滚水坝以固堤岸，止浚海工程以省靡费，寝开老黄河之议以仍利涉”的治理原理，筑高家堰堤六十余里，归仁集堤四十余里，柳浦堤东西七十余里，塞崔镇等决口百三十，筑徐、睢、邳、宿、清两岸遥堤五万六千余丈，砀、丰大坝各一道，徐、沛、丰、砀缕堤百四十余里。经过这次治理后，“高堰初筑，清口方畅，流年数年，河道无大患”。