明清两朝，对灵渠的维护修缮工作十分重视。在明代，最大的一次维修工程是在洪武二十九年由监御史严震直主持的。
此次维修的主要工作包括加固河岸，修建石堤，增设溢洪门等。工程完成后，灵渠的防洪能力和运输功能得到显著提升。严震直因此次大修，功绩卓著，同年四月被擢升为右都御史，后又任工部尚书。虽然他在维修过程中增设了大小天平的高度，导致后来出现了一些问题，但他的贡献仍被后人传颂。
严震直所写的《筑兴安堤》诗，描绘了灵渠维修的辛勤劳动和取得的成果，诗中的“桃花满路落红雨，杨柳夹堤生翠烟”等句，使得兴安数百年来仍传诵不已。
清代，灵渠的航运业进入了一个高峰期。为了满足农田灌溉和航运需求，灵渠上修建了更多的堰坝，如鱼鳞石大坝等，这些工程使得灵渠的农田得以旱涝保收，为当地百姓带来了福祉。
在明清时期，灵渠成为了南北交通运输的重要通道。据记载，当时一天过往的船舶可达200余艘。货船从湖南、衡阳等地运来谷米等物资，再通过灵渠运往各地，这极大地促进了当地经济的发展。其中以兴安为基地的货船分为本地货船和湖南货船等类型，而以兴安为起点的长途运输船只则需数人撑船才能航行。
著名的旅行家徐霞客也曾游览过兴安及灵渠，他在游记中详细记录了灵渠的地理环境和航道情况，尽管他没有乘船过灵渠的陡门、铧嘴等精妙之处，但他的记录仍然为后人了解灵渠提供了宝贵的资料。
明清时代的灵渠不仅是一项重要的水利工程，也是当时南北交通运输的重要通道，为当地的经济社会发展做出了巨大的贡献。