Les travaux de prolongement de l'ancien canal de la Haute-Marne débutèrent en 1880. Le canal fut ouvert en 1907.
Le canal est alimenté en eau par quatre réservoirs prévus à cet effet : le lac de Charmes, le Lac de la Liez, le lac de la Mouche et le lac de la Vingeanne. Des prises d'eau, sur la Marne d'un côté et la Vingeanne de l'autre côté, complètent ce système.
Long de 224,191 kilomètres, le canal entre Champagne et Bourgogne appartient à trois régions, Champagne, Lorraine, sur quelques kilomètres, en amont de Saint-Dizier, et Bourgogne. Il comporte 114 écluses (71 sur le versant Marne et 43 sur le versant Saône) et deux souterrains, le tunnel de Condes long de 275 mètres et le tunnel sur le bief de partage entre Balesmes-sur-Marne et Noidant-Chatenoy, long de 4,820 km, et qui passe presque en dessous de la source de la Marne.