高梁河，或称高梁水，金代称高良河，发源于平地泉（现今紫竹园湖），是古代永定河水系中的一个小水系，大约在西汉以前是永定河出西山后的一条干道。大约在东汉以后，永定河河道南移，原来的河道即称为高梁河。

高梁河，又名高梁水。水有二源，首见于《水经注》：“水出蓟城西北平地，泉流东注，径燕王陵北，又东径蓟城北，又东南流。”即把一部分灅水（今永定河水）从梁山（今石景山区金顶山）南，引入高梁河为上源。两水在白石桥附近汇合，又东流至德胜门一带分两支，一支向南过“三海”、天安门、天坛，再东南流。另一支沿今北护城河向东，经坝河至通州入温榆河。金、元以后高梁河上源被南长河所代替，仅从紫竹院东流至高梁桥一段仍保留高梁河名称。

高梁河是元代建都的主要依托水系，高梁河水系一直贯穿于北京城的心脏地带，在北京城历史文化中占有十分重要的地位。现在所说的高梁河，一般指位于北京西北的长河的一部分。

西晋元康四年（294年），晋惠帝曾在大城东门内的刘靖碑上题：“高梁河水者，出自并州，潞河之别源也。”

高梁河在北魏成书的《水经注》有记载，卷十四：“高梁河水者，出自并州，黄河之别源也。”。

《昌平外传》：高梁水出自今北京市海淀区山后寨口和周家巷一带。

《日下旧闻考》：“高梁河为玉河下游，玉泉山诸水注焉，高梁其旧名也。”

宋太平兴国四年（979年），辽宋高梁河战役即发生在高梁河一带。

辽军在高梁河击败宋军，宋太宗仅以身免，乘坐驴车逃跑。

元初，废弃金中都城，以高梁河水系为基础建设元大都。

郭守敬于1291年将昌平神山、白浮泉及西山诸泉水引入瓮山泊（即现今的昆明湖），将原来向东北流入清河的玉泉水改道东南，流入北京城内，因此动用民工垒长堤，疏高梁河，用于解决北京的生活和河漕用水。

这一工程仅宛平段就设有青龙桥闸、玉泉新闸、广源闸、高梁闸（在现今高梁桥的西边）和澄清闸共6道水闸。