南水北调东中线一期工程全面通水以来，生态效益日益显著。通过水源置换、生态补水，有效保障沿线河湖生态用水，累计向北方地区50多条河流生态补水118亿立方米。通过南水置换当地生产生活主要用水（水行业分析报告），华北地区地下水超采局面得到缓解，总体达到采补平衡，地下水水位持续多年下降后实现连续回升，部分地区地下水漏斗正在消失。数据显示，与2018年相比，京津冀治理区浅层地下水回升和稳定面积占比达92%，水位平均回升2.25米；深层承压水回升和稳定面积占比达97%，水位平均回升6.72米。
华北地区多地“枯萎”的泉水再次喷涌，是地下水位回升的直观证据之一。北京市81处泉眼干涸多年后实现复涌，济南“泉城”再现四季泉水喷涌景象，20世纪80年代断流的河北邢台百泉持续复涌，形成水域面积790亩……同时，南水到来后，有条件腾出更多水资源为河流湖泊进行生态补水，带动了沿线治污、河道整治、生态修复等一系列工作，华北地区干涸的洼、淀、河、渠、湿地重现生机。
近10年海河流域河湖生态环境复苏成效评估结果显示，海河流域河湖正加快复苏，河流断流现象全面好转，湖泊水域面积稳定恢复，地下水超采治理成效明显，流域重现生机。在山东省曾经的“酱油湖”南四湖及其支流白马河中，绝迹多年的小银鱼、毛刀鱼和被称为“水中大熊猫”的桃花水母再现，国家一级保护鸟类、全球极危物种青头潜鸭也频频“露面”。
守护着河北正定古城的滹沱河一度断流40多年，2公里宽的河床没有水，只有狂风大作时漫天昏黄的沙尘。如今滹沱河全域复流，夕阳照着宽阔的河面，映着成片的芦苇，重现文天祥笔下“横流数仞绝滹沱”的景象。不只是滹沱河，1996年断流的北京母亲河永定河首次实现全年全线流动，天津市区海河水位升高、水质改善，“干渴”的京杭大运河实现全线水流贯通。华北地区的白河、淇河、安阳河、滏阳河、七里河等50多条河流实现生态复苏。
南水北调通水以来，初步形成了河畅、水清、岸绿、景美的靓丽风景线，营造了优美的人居景观。碧空如洗，从高处俯瞰，南水北调中线干渠像一条蓝色丝带贯穿河南焦作这座百年煤城。焦作火车站就在干渠不远处，以前附近是环境脏乱差的棚户区，如今干渠两旁新建了“天河公园”，沿岸10公里长的绿道分布着300多种树木，前来散步、跑步的市民络绎不绝。邢台名泉黑龙潭复涌后，一串串水泡从5米多深的水底汩汩涌出，形成百亩大小的水面，吸引游客纷纷前来打卡。