Сооруженная Алевизом Старым гидротехническая система позволила отвести воды Неглинной от Кремля. Сюда входил глубокий ров, устройство шлюзовых прудов и поддерживавших нужный уровень воды плотин, а также строительство проездных мостов у кремлевских ворот. К 1516 г. работы были завершены, прорыто новое русло Неглинной — от Боровицких ворот вдоль кремлевской стены: естественное русло реки резко сворачивало здесь на юго-запад и уходило от Кремля. Но никакая система не смогла справиться с хлынувшими в июле 1518 г. «долгими дождями», превратившими всю округу в сплошное озеро.
С такими же длинными и пагубными многодневными ливнями пришлось столкнуться в августе 1566 г. Ивану Грозному. Всего пятью годами раньше он праздновал официальное признание своего могущества — даже константинопольский патриарх признал за ним титул царя, а вместе с тем и подтверждение великих прав. В ознаменование Полоцкой победы строители возводят в Благовещенском соборе Кремля четыре бесстолпных одноглавых церкви. Совпавшее с их окончанием пагубное для москвичей половодье вызвало немало неблагоприятных для царя и его начинаний толков.
В наступившем XVII столетии все паводки приходятся на время ледоходов и таяния снегов. Тяжелое половодье присоединяется к бедам, которые переживают москвичи в Смутное время — в 1607 г. В 1654 г. на долю москвичей и царя Алексея Михайловича приходится пожар Спасской башни, когда рухнула вся шатровая надстройка, рассыпались белокаменные статуи на фасаде, погибли куранты мастера Галовея. Можно было строить предположения, не было ли в этом особого знака, связанного с началом строительства в Кремле патриархом Никоном его роскошнейших палат, с «нетерпимой гордыней» Никона. Тем более 1655 г. принес с собой такое весеннее половодье, что оказалась серьезно поврежденной выходившая на Москву-реку кремлевская стена и снесено или уничтожено множество частных домов.
В 1687 г., в правление царевны Софьи, паводковые воды снесли все основные московские наплавные мосты, иначе «живые» — из сцепленных между собой плотов. Но именно на этот год приходится продолжавшееся пять лет строительство первого в столице каменного моста через Москву-реку. Неоднократно с тех пор переделанный, он по-прежнему носит название Каменного, у Боровицких ворот. Строителем выступает безымянный мастер водовзводного дела, по преданию монах.
Хроника позволяет сделать достаточно неожиданный вывод. По мере приближения к нашим дням наводнения учащаются, причем основное их число приходится на начало каждого столетия. В петровские годы, на самом рубеже XVIII в., страшной силы пожар полностью уничтожает Кремль. По свидетельству современников, земля в 1701 г. горела на пол-аршина в глубину, растопившийся лед в погребах закипал. В 1702 и 1703 гг. последовали одно за другим тяжелейшие половодья, повторялась «большая вода» и в канун Полтавской битвы.
Снова Москва-река проявит свой характер только во времена Екатерины II — в 1778, 1783 и 1788 гг. Наводнение 1783 г. оказалось поворотным для города. Во время него впервые пострадали опоры Каменного моста. Их ремонт потребовал сооружения Водоотводного канала, в течение трех лет строившегося по старому руслу реки. Так Москва получила свою Канаву. Но когда канал был уже завершен и река ниже стрелки запружена плотиной, 5-дневные ливни уничтожили эту последнюю. Под водой оказалась огромная часть города.
Половодья и ливневые разливы становятся настолько серьезными, что начиная с 1788 г., а именно в 1806, 1828 и 1856 гг., начинают делаться отметки уровня подъема воды на башне Новодевичьего монастыря и некоторых других зданиях. Достаточно сказать, что в 1879 г. разбушевавшаяся Москва-река затопила одну седьмую часть города.
XX в. приносит с собой едва ли не самый значительный паводок в истории Москвы. Под водой оказывается пятая часть города: большая часть Дорогомилова, Шелепиха, Лужники до Новодевичьего монастыря, улицы Полянка, Ордынка, Пятницкая, Татарская и Замоскворечье, значительные участки около Данилова и Симонова монастырей. Пострадали многие фабрики и заводы, МОГЭС на Раушской набережной — воды Москвы-реки и Канавы соединились, образовав водное зеркало в 16 кв. километров. Вокруг Храма Христа Спасителя ездили на плотах и лодках. Кондитерская фабрика Эйнем, расположенная на стрелке реки и Канавы (впоследствии «Красный Октябрь»), вынуждена была поставлять в магазины свою продукцию на лодках. Вода поднялась на 9 метров над своим обычным горизонтом. Кремлевские набережные оказались на 2,3 метра под водой. Москва переживает еще одно наводнение в 1926 г., когда уровень затопления достигает 7,3 метра, и в 1931 г. с уровнем затопления в 6,8 метра.