明治時代を通じて、千曲川はたびたび洪水を起こし、甚大な被害のあった1910（明治43）年8月出水を契機に本格的な治水対策を求める声が高まってきました。

1918（大正7）年内務大臣が直轄施工する制度の適用を受け、「第1期千曲川改修事業」がスタート。旧堤を取り払い築堤し直す、霞堤を連続堤防にするなどのほか、多くの地区で旧堤のかさ上げや拡幅などを実施。支流が流入する地点では、逆流を防止する水門などの施設もつくられました。

この事業により、千曲川は上田から立ヶ花（中野市）までの57・5キロメートル、飯山から上境までの10キロメートル、犀川は両郡橋（長野市）から千曲川合流点までの10キロメートルが堤防で結ばれることとなりました。

完成は1941（昭和16）年。23年の歳月を費やし、総工費は1000万円余（当時）に及びました。ここに、堤防が延々と続く今日の千曲川の基礎が固まったのです。