黄河从宁夏流入内蒙古以后，在磴口县以上，河道比较稳定，古今没有明显变化，而流出磴口以后，因为进入了地势坦荡的河套平原，河道干流又经常发生变化。

早在清代末年，就有人在磴口附近发现了长达30余华里的古黄河堤岸。至1963年，北京大学侯仁之教授率领考察队在这里又发现了三条古河道的遗迹。在磴口东北面的黄河西岸，有个叫布隆淖的地方。由布隆淖向西，依次排列着三条南北向的古河道：第一道在布隆淖以西约5公里处，由此向西15公里为第二道，再向西10公里为第三道。这些遗迹反映出黄河河道在历史上曾不断向东移徙。而且直到目前为止，这一段黄河河道仍在继续东移，每年一到洪水季节，黄河东岸不断崩塌，西岸的滩地则相应地逐渐伸展。

在发现上述三条古河道的同时，还在最靠东侧的古河道东侧，即布隆淖的附近，发现了西汉朔方郡临戎县城遗址。根据6世纪以前的文献记载，古黄河流经西汉临戎县城以西，然后又向北流，再折而东去，到今乌梁素海一带又折向南流—这一段河道大致相当于今乌加河。当时将这段河道称为河水、大河，是黄河的主干道，而现在的黄河河道当时只是一条岔流。根据这两条河道的相对位置关系，人们称北面的黄河主干为北河，而把南面的岔流叫作南河。

到了清代初年，情况开始发生了转变。在康熙年间实测的《皇舆全览图》上，黄河自磴口而北初分为东西两派，以东派为正流。两派汇合之后，转身东流，又分成了北中南三派，不分主次，东流至今内蒙古乌拉特前旗之西合而为一。到了乾隆年间重新绘制《内府舆图》时，南派已渐趋为主流。乾隆以后，南派最终独擅黄河之名，说明黄河干流已完全转移到南面一派中来。

道光、咸丰年间以来，随着蒙古旗地的逐渐开垦，先后开挖了许多灌溉渠道。这些渠道都顺着地势作西南—东北流向，渠首起自黄河，而以北派旧河道作为尾闾。旧日的支流，都被人工渠道所代替，北派黄河的旧道则被用作灌溉干渠退水的总通道。当地的蒙古族人称这条黄河故道为“乌加河”，译成汉语就是“红色的老黄河”。20世纪60年代中期，随着灌区的规划和改建，乌加河又被改造为总排干沟道。

河套地区的黄河河道变迁，从总的趋势来看，应该是河道“裁弯取直”的过程。所谓“裁弯取直”，是指河道弯曲发育到一定程度后，河流往往发生改道，在呈弓状弯曲的河道上，像弓弦一样直接贯通弓腰的两端。河套地区黄河河道的变化，一次比一次切近弯道的内侧，河道的长度一次比一次缩短，完全符合上述特征。

河流发生裁弯取直以后，在遗弃的旧河道上，常常会形成一些湖泊，水文学上称之为“牛轭湖”。河套地区的黄河河道在裁弯取直之后，也留下了一些这样的湖泊，其中比较著名的有现在仍存的乌梁素海和久已消失了的屠申泽。

乌梁素海是北河主流改走南河以后，在北河河道南转处留下的牛轭湖，现在仍是河套地区最大的湖泊。屠申泽位于今内蒙古乌拉特后旗太阳庙一带，处于黄河由北流转身东流的大转变处。北魏时期的地理名著《水经注》中记载了这个湖泊，说它是由黄河向西漫溢形成的湖泊。屠申泽一直延续到清代，据20世纪60年代的调查，在1950年以前，当地还残存有小片湖泊，以后就逐渐干涸了。