战国后期，秦国逐渐强大，要出兵讨伐东方各国，韩国首当其冲，岌岌可危。想到秦国大兵压境，吞并韩国的情景，韩王不免忧心忡忡。一天，韩王又召集群臣商议退敌之策，一位大臣献计说，秦王好大喜功，经常兴建各种大工程，我们可以借此拖垮秦国，使其不能东进伐韩。韩王听后，喜出望外，立即下令物色一个合适的人选去实施这个“疲秦之计”。后来水工郑国被举荐承担这一艰巨而又十分危险的任务，受命赴秦。
郑国到秦国面见秦王之后，陈述了修渠灌溉的好处，极力劝说秦王开渠引泾水落石出灌溉关中平原北部的农田。秦王采纳了郑国的建议，委托郑国负责在关中修建一条大渠。
郑国根据关中平原北部的地形特点，经过精心测量，决定从中山（今陕西泾阳西北）以西谷口的地方开渠，直至洛河，渠长30余里。
工程进行当中，韩国的疲秦之计被发觉，秦王要杀掉郑国。郑国平静地说：“不错，开始我确实是作为间谍建议修渠的。我作为韩臣民，为自己的国君效力，这是天经地义的事，杀身成仁，也是为了国土社稷。不过当初那疲秦之计，只不过是韩王的一厢情愿罢了。陛下和众大臣可以想想，即使大渠竭尽了秦国之力，暂且无力伐韩，对韩国来说，只是苟安数岁罢了，可是渠修成之后，可为秦国造福万代。在郑国看来，这是一项崇高的事业。郑国并非不知道，天长日久，疲秦之计必然暴露，那将有粉身碎骨的危险。郑国之所以披星戴月，为修大渠呕心沥血，正是不忍抛弃我所认定的这项崇高事业。若不为此，渠开工之后，恐怕陛下出10万赏钱，也无从找到郑国的下落了。”
秦王被郑国的话打动了，让他继续主持修渠。经过几个寒冬酷暑，经过成千上万民众的艰苦努力和辛勤劳动，大渠终于修成了。渠成之后，引来含有泥沙的泾水灌溉关中北部的盐碱地四万多顷，每亩可以收获粮食六石四斗。于是关中成为肥沃的田野，再也没有荒年。秦国因此富强起来，吞并了各个诸侯国，统一了天下。关中地区的老百姓为了纪念郑国的业绩，就把这条渠命名为“郑国渠”。
这项原本为了消耗秦国国力的渠道工程，反而大大增强了秦国的经济实力，加速了秦统一天下的进程。这条从泾水到洛水的灌溉工程，在设计和建造上充分利用了当地的河流和地势特点。有不少独创之处。第一，在渠系布置上，干渠设在渭北平原二级阶地的最高线上，从而使整个灌区都处于干渠控制之下，既能灌及全区，又形成全面的自流灌溉。这在当时的技术水平和生产条件之下，是件很了不起的事。第二，渠首位置选择在泾水流出群山进入渭北平原的峡口下游，这里河身较窄，引流无须筑过长的堤坝。另外这里河床比较平坦，泾水流速减缓，部分粗沙因此沉积，可减少渠道淤积。第三，在引水渠南面修退水渠，可以把水渠里过剩的水泄到泾河中去。川泽结合，利用泾阳西北的焦获泽，蓄泄多余渠水。第四，采用“横绝”技术，把沿渠小河截断，将其来水导入干渠之中。“横绝”带来的好处一方面是把“横绝”了的小河下游腾出来的土地（原小河河床）变成了可以耕种的良田。另一方面小河水注入郑国渠，增加了灌溉水源。
郑国渠修成后，曾长期发挥灌溉效益，促进了关中的经济发展。司马迁把郑国渠兴建的事迹记载在《史记》中，并将郑国渠与秦国兼并诸侯相联系，足见其对该水利工程评价之高。
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