隋在統一全國前後都開鑿過大運河。大運河始鑿於春秋末期，公元前486年吳王夫差為了爭霸中原，利用長江三角洲的天然河湖港汊，疏通了由今蘇州經無錫至常州北入長江到揚州的“古故水道”，並開鑿邗溝（自揚州到江水，東北通過射陽湖，再向西北至淮安入淮河）。秦、漢、魏、晉和南北朝時期，河道時有開鑿和延伸。
587年，隋為興兵伐陳，從今淮安到揚州，開山陽瀆，後又整治取直，中間不再繞道射陽湖。煬帝即位後，都城由長安遷至洛陽，同時開始大規模的運河整治與開鑿。
605年，他下令開通濟渠。工程西段自今洛陽西郊引穀、洛二水入黃河；工程東段自滎陽縣汜水鎮東北引黃河水，循汴水（原淮河支流），經商丘、宿縣、泗縣入淮。通濟渠又名汴渠，是漕運的幹道。608年，開永濟渠，引黃河支流沁水入今衛河至天津，繼溯永定河通今北京。610年，又開江南運河，由今鎮江引江水經無錫、蘇州、嘉興至杭州通錢塘江。至此，以洛陽為中心，由永濟渠、通濟渠、山陽瀆和江南運河連接而成，南通杭州，北通北京，全長2000多公裏的大運河已基本成形。
隋代在橋梁建設上有較大成就。在今河北趙縣的南洨河上的安濟橋，建於隋開皇十五年至大業元年（595-605），是一座單拱敞肩石橋。主拱由28道拱券縱向並列砌築而成，橋長64.4米，淨跨37.02米，弧矢7.23米，矢跨比（跨徑與矢高之比）小於1／5。拱券的寬度，拱頂9米，拱腳處9.6米。在橋拱兩端的橋肩處又各砌2小拱，靠橋堍的小拱淨跨3.81米，近橋中央的小拱淨跨2.85米。合理的橋址選擇，采用縱向並列砌築法，橋形為敞肩拱，跨度大而弧形平，兩端橋肩處砌小拱等，這既是安濟橋的特點，也是隋代造橋技術上的創造。
618年，唐立國後，改大興為長安，改東京為洛陽，又稱東都。長安城平麵呈橫長矩形，東西寬9721米，南北長8652米。城內北部正中建內城，東西寬2820米，南北深3336米，麵積9.4平方公裏，分為南、北兩部分。南部深1844米為皇城，城內集中建中央官署；北部深1492米為宮城，內為皇宮、太子東宮和附屬設施。
宮城北倚外郭北牆，牆外為內苑和禁苑。城內由9條南北向街和12條東西街縱橫交叉構成了棋盤狀的街道網，並把外城區分為110個規整的裏坊。主要城門都有3個門洞，中間為皇帝專用，左右供臣民出入。幹道上也是中間為禦路，兩側是臣民用的上下行道路，兩側植槐為行道樹，最外側為排水明溝。城內東西兩市各占兩坊之地，麵積都在1平方公裏以上，每麵開二門，道路網呈井字形，內開橫巷，安排店鋪。長安還建有大量寺觀，8世紀初時有佛寺91座，道觀16座。長安有大量西域中亞商人，還為他們建有波斯寺、祆祠和基督教支派景教的寺院。洛陽城平麵近於方形，南北最長處7312米，東西最寬處7290米，麵積約45.3平方公裏。洛水自西南向東北穿城而過，分全城為洛北、洛南兩部分。洛北區西寬東窄，故隻能把占地大的皇城、宮城建在西端，把坊市建在洛南區和洛北區的東部，形成宮城位於全城西北角、東北角和全城的南半部為坊市的布局。全城共有103個坊、3個市，南北兩區街道雖不全對位，但都是規整的方格網，裏坊大小基本相同，街道網也比長安勻整。
傅熹年在對長安、洛陽遺址實測圖進行研究後發現，兩個都城都采用了以宮城之長、寬為模數的規劃手法。這兩座中國曆史上規模空前的大都市，從規劃到建成都不超過兩年，在規劃中運用模數控製，當是能快速完成規劃的重要原因。
隋代分別在大興和東京建有大興宮和紫微宮。唐代沿用隋代都城宮殿，改稱大興宮為太極宮，改紫微宮為洛陽宮（太初宮）。之後，唐高宗在長安城東北角外附郭建新宮，稱大明宮；唐玄宗又在長安原興慶坊建新宮，稱興慶宮。