至元十七年（1280年）七月，元帝忽必烈採用姚演建議，開鑿了膠東河。此膠東河，即膠萊運河，亦稱膠萊新河、運糧河。
元朝開鑿的膠萊運河，主要是在今平度分水嶺一帶開鑿約長60裡的人工河道，南聯膠河，北接膠萊北河。膠河，由萊山發源，向南流入膠州灣；膠萊北河，發源於南海岸貫白馬湖，北入萊州灣。該工程從膠西縣陳村海口，經平度、高密、昌邑，至掖縣海倉口，全程270裡，構成一條橫貫山東半島的河道，溝通膠州灣和萊州灣，亦即溝通黃海和渤海。
同時不容忽視的是，膠萊運河總體工程中的一項重要工程，即貫通薛家島、溝通唐島灣和膠州灣的馬家濠運河工程。
但是由於種種原因膠萊運河開通十年後，至元二十七年四月，元朝又罷廢了運河，放棄了對運河的維護和管理，但運河的交通運輸和貿易活動仍持續了相當長的時間。
至此開始膠萊運河的興廢屢次成了元、明、清三朝的重大議題，或開、或停、或罷，持續了有數百年。
元帝國建都於大都（今北京），其政治、軍事、文化重心在北方，但經濟重心則在南方，這種格局是千百年來逐步形成的，不是短期內可以解決的。都城龐大的政府機構、王室、軍隊等無不有賴於南方供給和支撐。其中，突出的南糧北運問題，一開始即是世祖忽必烈的一塊心病。
姚演提議開鑿膠萊運河以通海運，可以省七八百里海程，可以避免遠涉重洋的險阻，也不必化費巨資興建南北運河，實為一舉數得之舉。
膠萊運河開鑿的技術意義非同凡響，它是人類運河史上的創舉，是世界上最早開鑿的、在國內唯一的“海（唐島灣）—河（馬家濠運河）—海（膠州灣）—河（膠萊運河：包括膠河、人工河、膠萊北河）—海（萊州灣）”形式的地峽運河。
其經濟意義亦十分顯著。首先，它縮短了水運航程，縮短了運輸時間，提高船舶週轉率，擴大了航運量，對於解決元政府面臨的困境和難題，其意義是第一位的。
但是由於海船的構造、吃水、載重、承受風浪的能力等與內河運船有很大的差別，而膠萊運河的開鑿屬急功近利之舉，運河不能通過海船，採取了“造小船分海運”，即駁運的措施。也就是大型糧船（海船）在塔埠頭過駁，裝入小平底船（河船），這些小平底船經過運河抵達膠萊運河口——海倉口，所裝貨物再轉入海船。南來的糧船到膠州灣錨泊，依次進入塔埠頭港，糧食被過駁到河船上去，河船每艘以100石計，起碼要有6000艘次往返於海倉口和塔埠頭之間，可見運糧時節膠萊運河是多麼繁忙。
儘管如此，由於諸種原因，膠萊運河卻未能在此基礎上繼續開發、完善和發展。部分京官既不瞭解實際情況，又編織莫須有的理由，對膠萊海道持反對的態度，渲染所謂“海道淺澀難行”、“船多損壞，民亦苦之”、“勞費不貲”等，以致動搖了朝廷的決心。
另一方面，在運糧過程中，山東宣慰使樂實和姚演不恤下情，專斷獨行。“有制禁諸人，毋得阻撓，而糧舶遇暴風多漂復，樂實不之信，督之漕卒代償榜掠”，結果使“慘毒自殺者相繼”，連按察官都不敢申報，這種情況當然不利運輸。而姚演、阿八赤等在河工中侵吞公款，中飽私囊，已被立案查處，朝廷對之大失所望，也給反對派以口實。
至元二十七年四月，朝廷罷廢了運河，放棄了對運河的維護和管理，但運河的交通運輸和貿易活動仍持續了相當長的時間。道光《重修膠州志》載：“至於膠萊運道，明初猶存。永樂時始與海運並罷”，即是證明。
元朝有主膠萊運者，有反膠萊運者，關鍵在於對海運的態度。明清亦然。但終元之世，海運不廢。同時，海運和膠萊運作為糧運的兩種路向，並不相提並論。明朝則不同，膠萊運河問題直接掛靠於海運。行海運和反海運爭論不休，正統、弘治、嘉靖、隆慶、萬曆、崇禎等歷朝均有反映，膠萊河運問題亦隨興罷海運的爭論而沉浮。興罷問題一直延續至清代，民國時期和新中國建立後，亦曾有重開膠萊運河之議，但終未果。
關於膠萊運河重開工程，地方誌和時人筆記多有記載。明人崔旦記曰：“嘉靖十七年，憲副王公獻慨然自任，飭材鳩工，閘石基址，屢獲舊跡，而新河之事興矣”。王獻還在元人張君佐建閘舊址，重建8閘，並增建海倉口閘。建橋和建官署等工程亦次第完工，未浚者僅分水嶺30裡而已。誰料，總河王以旗奏請開浚膠萊運河，嘉靖帝斥其“妄議生擾”是不錯的，卻莫明其妙地“以海道迂遠”為由，“卻其議”，並莫明其妙地將王獻調遷。王獻重開膠萊運河離成功僅一步之遙，卻被毀於一旦，功敗垂成，實令人扼腕！
此後，儘管亦多有奏議重開者，亦有過重開之舉，如崇禎十四年（1641年），曾撥“內帑十萬金”，重開膠萊運河，工尚未完，因修河主管山東巡撫曾櫻去官，河工即罷。
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