จากความต้องการของราษฎร และเจ้าหน้าที่ปกครองจะให้ภาคตะวันออกเฉียงเหนือมีการชลประทานแบบที่กระทำอยู่ใน ภาคกลาง และภาคเหนือ รัฐบาลจึงได้สั่งให้กรมชลประทานเปิดการชลประทานขึ้นในภาคนี้ โดยเริ่มสำรวจสภาพน้ำและสภาพภูมิประเทศเพื่อเป็นข้อมูลประกอบในการพิจารณาวางโครงการตั้งแต่ พ.ศ. 2477 และเริ่มงานก่อสร้างเพื่อแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าตามความเรียกร้องของราษฎรไปก่อนตั้งแต่ พ.ศ. 2482 เป็นต้นมา

ที่ตั้งที่ทำการชลประทานครั้งแรกตั้งอยู่ที่ถนนโพธิ์กลาง ตำบลในเมือง อำเภอเมือง จังหวัดนครราชสีมา ซึ่งในปัจจุบันเป็นที่ทำการของโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาลำตะคอง ระยะแรกได้เริ่มก่อสร้างโครงการชลประทานขึ้นพร้อมกันจำนวน 8 โครงการแยกเป็นโครงการชลประทานประเภทเหมืองฝาย 5 โครงการ ได้แก่ โครงการลำตะคอง , โครงการทุ่งสัมฤทธิ์ จังหวัดนครราชสีมา, โครงการห้วยเสนง จังหวัดสุรินทร์ , โครงการห้วยหลวง จังหวัดอุดรธานี , โครงการห้วยน้ำหมาน จังหวัดเลย และเป็นโครงการชลประทานประเภทคันกั้นน้ำเพื่อบรรเทาอุทกภัย 3 โครงการ ได้แก่ โครงการบ้านตูม – บ้านติ้ว จังหวัดมหาสารคาม , โครงการทุ่งแซงบาดาล จังหวัดร้อยเอ็ด และโครงการลุ่มน้ำโขง จังหวัดหนองคาย โดยมี พระธุระนทีทด ( พ.ศ. 2477 – พ.ศ. 2485 ) , นายเฉลียว ทองอุทัย ( พ.ศ. 2485 – พ.ศ. 2490 ) และนายจันทร์ วิเชียรทวี ( พ.ศ. 2490 – พ.ศ. 2493 ) ทำหน้าที่หัวหน้าโครงการก่อสร้างอีสาน ตามลำดับ ต่อมาสงครามโลกครั้งที่ 2 ทำให้งานก่อสร้างทั้ง 8 โครงการดังกล่าวต้องชะลอไว้ยังไม่แล้วเสร็จ

หลังจากสงครามโลกครั้งที่ 2 สงบลงแล้ว ในปี พ.ศ. 2494 กรมชลประทานได้เริ่มงานก่อสร้างโครงการชลประทาน ประเภทอ่างเก็บน้ำในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เนื่องจากโครงการชลประทานประเภทนี้เหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศ และจะสามารถช่วยแก้ไขปัญหาการขาดแคลนน้ำในการอุปโภค – บริโภค และการเกษตรกรรมของราษฎรได้ นายจำลอง อัตถโน เป็นบุคคลแรกหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ที่กรมชลประทานส่งมาดำรงตำแหน่งนายช่างพิเศษชลประทานด้านตะวันออกเฉียงเหนือ ( ชพด. ) ในช่วง พ.ศ. 2493 – พ.ศ. 2509 ทำให้มีการสร้างอ่างเก็บน้ำอย่างจริงจัง กระจายไปทั่วทั้งภาคเริ่มแต่บัดนั้น เป็นต้นมา งานก่อสร้างโครงการชลประทานประเภทเหมืองฝายและประเภทคันกั้นน้ำเพื่อบรรเทาอุทกภัยทั้ง 8 โครงการ ที่เริ่มมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2482 ก็แล้วเสร็จสมบูรณ์ในช่วงนี้

ในปี พ.ศ. 2499 ที่ทำการชลประทานภาคตะวันออกเฉียงเหนือได้ย้ายมาตั้งอยู่ที่ 905 ถนนสืบศิริ ตำบลในเมือง อำเภอเมือง จังหวัดนครราชสีมา ซึ่งเป็นที่ตั้งที่ทำการของสำนักงานชลประทานที่ 6 ปัจจุบันนี้ ผู้ดำรงตำแหน่งนายช่างพิเศษชลประทานด้านตะวันออกเฉียงเหนือต่อจาก นายจำลอง อัตนโถ คือ นายพีระ วัฑฒกานนท์ ( พ.ศ. 2509 – พ.ศ. 2514 ) นายลาภ ตัณฑศรี ( พ.ศ. 2514 – พ.ศ.2518 ) ตามลำดับ

งานชลประทานในระยะนี้ส่วนใหญ่ เน้นหนักไปในด้านการก่อสร้างโครงการประเภทอ่างเก็บน้ำ และการสร้างระบบส่งน้ำให้กระจายไปทั่วทั้งภาค มีการก่อสร้างโครงการชลประทานขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นอีก 7 โครงการ ในระหว่าง พ.ศ. 2506 – 2513 ได้แก่โครงการลำตะคอง (สร้างเขื่อนลำตะคอง ) โครงการลำพระเพลิง จังหวัดนครราชสีมา โครงการลำปาว จังหวัดกาฬสินธุ์ โครงการน้ำพอง จังหวัดขอนแก่น โครงการน้ำอูน จังหวัดสกลนคร โครงการโดมน้อย จังหวัดอุบลราชธานี และโครงการ ห้วยหลวง จังหวัดอุดรธานี จนถึง พ.ศ. 2518 มีโครงการประเภทอ่างเก็บน้ำและทดน้ำที่สร้างแล้วเสร็จในภาคนี้ จำนวน 170 โครงการ ช่วยพื้นที่เพาะปลูกได้ประมาณ 1.5 ล้านไร่ สำหรับงานด้านส่งน้ำและบำรุงรักษา ก็เริ่มมีบทบาทและมีความสำคัญมากขึ้นมีการจัดตั้งสมาคมผู้ใช้น้ำชลประทานขึ้นในโครงการชลประทานที่สร้างแล้วเสร็จ เพื่อให้เกษตรกรผู้ได้รับประโยชน์จากโครงการชลประทานได้มีส่วนร่วมในการบำรุงรักษาและแบ่งปันน้ำอย่างเป็นธรรม สำหรับโครงการ ก่อสร้างขนาดใหญ่นั้น หลังจากก่อสร้างหัวงานและอาคาร ชลประทานบางส่วนเสร็จแล้ว กรมชลประทานก็ได้อนุมัติให้จัดตั้งโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษา ขึ้นมา เพื่อบริหารการจัดการน้ำชลประทานและดูแลบำรุงรักษาสืบต่อไป

การแบ่งส่วนราชการใหม่ ปี พ.ศ. 2518

กรมชลประทานได้พิจารณาแบ่งส่วนราชการใหม่ โดยแบ่งพื้นที่ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ออกเป็น 3 สำนักงาน คือ สำนักงานชลประทาน ที่ 4, 5 และ 6 (สชป.4, สชป.5 และ สชป.6) มีหัวหน้าสำนักงานชลประทานเป็นผู้ควบคุมดูแลการบริหารงานแบ่งเขตรับผิดชอบดังนี้

• สชป.4: รับผิดชอบพื้นที่จังหวัดขอนแก่น อุดรธานี หนองคาย เลย และมหาสารคาม ที่ทำการตั้งอยู่ที่อำเภอเมือง จังหวัดขอนแก่น
• สชป.5: รับผิดชอบพื้นที่จังหวัดอุบลราชธานี ยโสธร ร้อยเอ็ด กาฬสินธุ์ สกลนคร นครพนม มุกดาหาร อำนาจเจริญ ที่ทำการตั้งอยู่ที่อำเภอเมือง จังหวัดอุบลราชธานี
• สชป.6: รับผิดชอบพื้นที่จังหวัดนครราชสีมา ชัยภูมิ สุรินทร์ บุรีรัมย์ และ ศรีสะเกษ ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 38 ล้านไร่ ที่ทำการตั้งอยู่ที่อำเภอเมือง จังหวัดนครราชสีมา

ต่อมาสำนักงานชลประทานที่ 5 เปลี่ยนชื่อเป็น สำนักชลประทานที่ 7 รับผิดชอบพื้นที่ 5 จังหวัด ได้แก่ จ.อุบลราชธานี จ.ยโสธร จ.อำนาจเจริญ จ.มุกดาหาร และ จ.นครพนม

ทำเนียบผู้ดำรงตำแหน่งสำนักงานชลประทานที่ 5 (พ.ศ. 2518 - 2541)

ชื่อ-สกุล	ระยะเวลาดำรงตำแหน่ง
1. นายสันต์ รัตนะวิศ	1 ก.ย. 2518 – 31 ม.ค. 2519
2. นายประวัติ เมฆสุวรรณ	1 ก.พ. 2519 – 30 ก.ย. 2524
3. นายนุกูล ทองทวี	1 ต.ค. 2524 – 30 ก.ย. 2525
4. นายอุทัย พลอยสังวาล	1 ต.ค. 2525 – 30 ก.ย. 2527
5. นายปราจีน ชำนาญระเบียบกิจ	1 ต.ค. 2527 – 30 ก.ย. 2531
6. นายชัช สาริกะภูติ	1 ต.ค. 2531 – 30 ก.ย. 2535
7. นายสุวรรณ สืบจากดี	1 ต.ค. 2535 – 30 ก.ย. 2537
8. นายนิพนธ์ ควนเพิ่มสิน	1 ต.ค. 2537 – 2 ต.ค. 2539
9. นายวันชาติ คัมภีรยส	3 ต.ค. 2539 – 24 ก.พ. 2541

ทำเนียบผู้ดำรงตำแหน่งสำนักชลประทานที่ 5 (พ.ศ. 2541 - 2545)

ชื่อ-สกุล	ระยะเวลาดำรงตำแหน่ง
1. นายวันชาติ คัมภีรยส	26 ก.พ. 2541 – 1 พ.ย. 2542
2. นายละเอียด สายน้ำเขียว	2 พ.ย. 2542 – 8 ต.ค. 2545

ทำเนียบผู้ดำรงตำแหน่งหลังการปรับปรุงกระทรวง ทบวง กรม (พ.ศ. 2545 - ปัจจุบัน)

ชื่อ-สกุล	ระยะเวลาดำรงตำแหน่ง
1. นายละเอียด สายน้ำเขียว	9 ต.ค. 2545 – 3 ม.ค. 2546
2. นายประสงค์ เสียงโชคอยู่	9 ม.ค. 2546 – 30 พ.ย. 2548
3. นายมนตรี อ่อนวิมล	1 ธ.ค. 2548 – 30 ก.ย. 2549
4. นายกมล เปี่ยมไพศาล	1 ต.ค. 2549 – 1 ต.ค. 2549 (ร.ก.)
5. นายจรูญ พจน์สุนทร	2 ต.ค. 2549 – 13 พ.ย. 2550
6. นายอาคม รุ่งวาว	14 พ.ย. 2550 – 30 ก.ย. 2552
7. นายทรรศนันท์ เถาหมอ	1 ต.ค. 2552 – 8พ.ย. 2552 (ร.ก.)
8. นายวินัย พงษ์จินดา	9 พ.ย. 2552 – 7 ต.ค. 2553
9. นายวินัย ศรีวงศ์เสน	8 ต.ค. 2553 – 30 ก.ย. 2555
10. นายนิรันดร์ นาคทับทิม	2 ต.ค. 2555 – 30 ก.ย. 2557
11. นายปรีชา จานทอง	1 ต.ค. 2557 – 1 พ.ย. 2557 (ร.ก.)
12. นายสมชาย คณาประเสริฐกุล	11 พ.ย. 2557 – 30 ก.ย. 2562
13. นายเกียรติศักดิ์ หนูแก้ว	1 ต.ค. 2562 – 19 ธ.ค. 2562 (รก.)
14. นายประสานต์ พฤกษาชาติ	20 ธ.ค. 2562 – 30 ก.ย. 2563
15. นายเกียรติศักดิ์ หนูแก้ว	1 ต.ค. 2563 – 22 มี.ค. 2564 (รก.)
16. นายจักริน ประเสริฐสุวรรณ	23 มี.ค. 2564 – 30 ก.ย. 2567
17. นายกิตติธัช เทพหัสดิน ณ อยุธยา	1 ต.ค. 2567 - 25 พ.ย. 2567 (รก.)
18. นายปริญญา คัชมาตย์	26 พ.ย. 2567 - ปัจจุบัน