总导演张挺是山东人，从小在黄河边长大。“小时候，黄河给我的印象就是庞大泥泞。我见过汛期警备，那是恐怖感，声音大的人对着喊话都听不清，洪峰过境完全没规律，防守的人就是等待。”

一次偶然机会，张挺看到了河神庙里的两尊石像，靳辅和陈潢，了解治河之难的他对这两个人物产生了浓厚兴趣。多方资料查找后，发现他们两人为了治河奉献一生的故事，深受感动。而对于大众来说，那段发生在300多年前的故事其实已鲜为人知。张挺觉得，重现那段历史是有必要的，“他们值得被我们记住，因为他们是为中华民族做过巨大贡献的水利大师。”

2012年，《天下长河》的剧本诞生了。但彼时，这样没有宫斗也不以权谋为主的历史传奇，并不受市场青睐，故事只能停留在文本阶段。2017年，张挺执导的《大明风华》开拍，其间，他与《大明风华》制片人、总出品人姚嘉谈到了《天下长河》的剧本，在后者的力挺下，这个剧本才得以被成功搬上荧屏。

为了还原古代人物的真实故事，张挺阅读了大量的史料，详细了解了两位治河名臣的故事以及当时的历史背景。因而，这部剧既呈现了靳辅、陈潢二人的治河传奇人生，也讲述了康熙帝力抓治河要务的时代原因。

他表示，《天下长河》中康熙（罗晋饰）这个角色，是治河的领导者，这毫无疑问。因为没有年轻帝王的魄力，就不会有靳辅、陈潢他们的奋斗空间，而他平三藩、收复台湾等等的历史功绩同样为人称道。但最终，当治河与皇权利益产生矛盾，其作为封建帝王的局限性会凸显出来，而这，也注定了两位治河能臣过刚易折的悲壮结局。

开机前，张挺沿着黄河故道逆流而上，一直到鄂尔多斯、青海、东营。他说：“有一种穿越感，不是见帝王将相，是见到了古代工程，见到了那段历程和苦痛。”为了使场景更接近现实，《天下长河》的创作团队花了五个月时间置景，恢复了一座黄河大堤的形体。剧组还请来水利部和黄河水利委员会的专家为剧本和布景把关；通过请教专家、查阅史料还原了当时黄河治理过程中形成的独具特色的传统河工技术，包括古代埽工、堵口工程等，展现了中华民族与黄河水患抗争时的智慧。还恢复了几十项古代的传统手工艺，比如凿石、熬灰泥等。

在内容创作上，《天下长河》遵循“大事不虚，小事不拘”的创作原则，从历史出发，通过传奇式的表达手法，营造出庄谐并重的风格特点。剧集以清朝为背景，展现了从朝廷官员到地方百姓等不同身份的角色在治理黄河时的百态群像。

剧中，以靳辅、陈潢为代表的治河之士，齐心协力，经历栉风沐雨，深入黄河源头实地勘探测绘，坚守在建坝造堤一线，他们是中华民族千百年来每一位治河人的缩影。从大禹、李冰到潘季驯，一代代治河名臣带领着治河儿女，呕心沥血疏河道筑堤坝，守护着天下百姓，他们值得后世铭记。

除了靳辅与陈潢的治河人生，剧中还将着力展现康熙（罗晋饰）与孝庄（奚美娟饰）这对祖孙、索额图（梁冠华饰）与明珠（公磊饰）这对角力朝堂的重臣、以及一群在历史车轮下走向不同命运的读书人。