南宋和元朝，在海塘的建设方面，也取得了许多成就。南宋嘉定十五年(公元1222年)，浙西提举刘垕〔hou厚〕又在当地创立土备塘和备塘河。它是在石塘内侧不远，再挖一条河道，叫备塘河；将挖出的土，在河的内侧又筑一条土塘叫土备塘。备塘河和土备塘的作用，平时可使农田与咸潮隔开，防止土地盐碱化；一旦外面的石塘被潮冲坏，备塘河可以消纳潮水，并使之排回海中，而土备塘便成为防潮的第二道防线，可以拦截成为强弩之末的海潮。
几年后，即北宋庆历四年(公元1044年)，转运使田瑜、杭州府知府杨偕在余塘的基础上，作较大的改革，在杭州东面的钱塘江岸，建成2000多丈新石塘。它用条石垒砌，高宽各四丈，迎潮面砌石逐层内收，形成底宽顶窄的塘型。塘脚以竹笼装石保护，防止涌潮损坏塘基。背海面衬筑土堤，用以加固石塘和防止咸潮渗漏。可以说，它的结构已经相当进步。
余献卿、田瑜等在杭州附近修建石塘不久，任鄞县(治所在今宁波市)县令的王安石也在钱塘江南岸的部分地区修建石塘。他的石塘名叫坡陀塘，用碎石砌筑，向海面砌成斜坡，其上再覆以斜立长条石。这种石塘虽有消减水势的作用，但因结构不严，经不起大潮冲击。
在杭州湾两岸，元朝都进行了规模较大的石塘修建。在北岸，修一条长达150里的石塘，南起海盐，北到松江。在南岸的余姚、上虞一带，地方官吏叶恒、王永等人，也修建了4000多丈的石塘。他们在修建这些石塘时，在技术上还有许多创新。一是对塘基作了处理，用直径一尺、长八尺的木桩打入土中，使塘基更为坚固，不易被潮汐淘空。二是在用条石砌筑塘身时，采用纵横交错的方法，层层垒砌，使石塘的整体结构更好。三是在石塘的背海面，附筑碎石和泥土各一层，加强了石塘的抗潮性能。这种石塘结构已经比较完备，是后来明清石塘的前身。
天宝三年(公元910年)，吴越王钱镠〔liu流〕在杭州候潮门外和通江门外，用“石囤木桩法”构筑海塘。这种方法，编竹为笼，将石块装在竹笼内，码于海滨，堆成海塘，再在塘前塘后打上粗大的木桩加固，还在上面铺上大石。这种新塘，不像土塘那样经不起潮水冲刷，比较坚固，防潮汐的性能较好。但是，石囤塘的竹木容易腐朽，必须经常维修；同时，散装石块缺乏整体性能，无力抵御大潮。人们摸索着加以改进，于是有正式石塘的兴建。
从五代、两宋到元朝，苏、沪、浙的海塘，有了初步发展。
较早修建正式石塘的是杭州府知府余献卿。他于北宋景祐三年(公元1036年)，在杭州江岸，建了一条几十里的石塘。正式石塘的建立，在塘工技术上是一个重大的进步。余塘是壁立式石塘，向海面用条石砌成，整体性较好，远比土塘、石囤塘坚固。但因为向海面壁立，直上直下，受到涌潮冲击时不能分散潮力，所以仍然易被冲毁。
元朝还在苏北对“范公堤”、“沈公堤”都作了维修和扩展，使两堤的长度延伸到300多里。
北宋时期，在苏北沿海，还修建了著名的“范公堤”。当时，唐李承修的通州—盐城旧堤已经坍毁。天圣元年(公元1023年)，范仲淹任泰州西溪盐官，建议修复、扩建唐堤，得到转运副使张纶的支持。在范、张两人相继主持下，工程顺利完工，人称“范公堤”。它南起通州，中经东台、盐城，北至大丰县，全长180里。稍后，北宋至和年间(公元1054—1056年)，海门知县沈起，又将范公堤向南伸展70里，人称“沈公堤”。两堤对捍卫苏北农田及盐灶有重要作用，受到后来历代的重视。
