조선 초기에는 수리사업이 별로 활발하지 않아 수리를 담당할 독립기관이 필요하지 않았다.
그러나 태종 이후 점차로 이에 대한 관심이 커갔다. 즉, 지방의 제방수(堤防數)와 몽리면적(蒙利面積)을 기록해 대장을 만들고, 제언수리의 사업이 활발해지면서 전담관청의 설치가 불가피하게 되었다.
1481년(성종 12)에 제언사의 제조와 낭청을 파견해 토지를 측량하게 하고 회계를 개정하는 한편, 제언 안에는 경작을 하지 못하도록 하자는 의논이 있었다.
당시의 제언사무는 제언의 신축허가를 검토하는 것, 폐언(廢堰)에 대한 처리, 제언차관(堤堰差官)을 파견해 제언을 파괴하거나 모경(冒耕)하는 자를 적발, 치죄하게 하는 것 등이었다.
그러나 임진왜란을 겪는 사이에 제언사도 폐지되었고, 감독관리도 소홀하게 되어 지방의 제언들은 토호와 권세가의 손에 들어가 파괴되는 것이 많았다. 현종대에 들어와 국가의 기강도 잡히고 수리행정에 대한 관심도 나타나게 되어 임진왜란 때에 없어졌던 제언사를 다시 설치하게 되었다.
처음에는 호조판서와 진휼청당상을 제조로 임명하고, 낭청도 호적판적사(戶籍版籍司)의 낭청과 겸임하게 하였다. 그리고 별차당상(別差堂上)을 설치해 제언사무를 전적으로 주관하게 하였다.
숙종 때에는 비변사당상 한 사람을 제언당상으로 임명했고 영조 때에는 제언사가 완전히 비변사의 산하에 들어가게 되었다. 그리고 수리행정에 여러 가지 변화와 발전이 있었으나 그 뒤에는 별다른 변화 없이 지속되었다.
이윽고 고종 때에 이르러 또다시 수리행정에 많은 변화가 생겼다. 즉, 대원군의 제도개혁으로 1865년(고종 2) 비변사가 의정부에 예속하게 되자 제언사도 의정부에 편입되었다. 그 뒤 강화도조약·갑오경장 등을 겪은 뒤 근대화과정에서 제언사도 폐지되었다.