Thực hiện chủ trương của Đảng và Nhà nước, Thủ tướng Chính phủ ra Chỉ thị số 88 về chuyển hướng công tác giáo dục từ điều kiện thời bình sang thời chiến, từ tập trung đào tạo ở Hà Nội và các thành phố lớn sang sơ tán về các địa phương. Tháng 6/1965, Trường tổ chức một cuộc di chuyển lớn mang tính lịch sử lên vùng núi xã Nghĩa Phương, huyện Lục Nam, tỉnh Hà Bắc (nay là tỉnh Bắc Giang). Thầy, trò và cán bộ công nhân viên vận chuyển hàng trăm tấn thiết bị, tài liệu thư viện, bàn ghế máy móc thí nghiệm đến nơi sơ tán; tự khai thác tranh, tre, nứa, bạt núi làm nhà ở, giảng đường, phòng thí nghiệm. Cơ sở làm việc và học tập nằm rải rác trong rừng sâu từ Mương Làng, Đồng Man, Ba Gò, Suối Mỡ, Đá Vách, Dùm đến Bắc Máng, Bãi Viện, Ao Sen…địa bàn trải dài hàng chục cây số. Tại những nơi sinh viên sơ tán, được sự đùm bọc của nhân dân địa phương, toàn thể cán bộ, giảng viên, công nhân viên và sinh viên đã nhanh chóng ổn định học tập, công tác. Trong điều kiện khó khăn, bom đạn chiến tranh ác liệt, tình bạn bè, tình thầy trò gần gũi, thấm đượm tình người với phong trào “Ba cùng” (thầy và trò cùng ăn, cùng ở, cùng học). Công việc giảng dạy, học tập, nghiên cứu và phục vụ sản xuất, phục vụ chiến đấu không lúc nào gián đoạn. Những năm tháng chiến tranh với bao vất vả, gian khó nhưng thầy và trò luôn tràn đầy lạc quan, tin tưởng vào tương lai tươi sáng. Những buổi học diễn ra dưới tiếng súng, tiếng gầm rú của máy bay, những đợt đi thực tập qua những con đường khói bom của giặc, những đêm luyện tập hành quân “Ba sẵn sàng”.
Tại nơi sơ tán, Nhà trường đã chiêu sinh các khóa 8, 9, 10, 11 và làm lễ tốt nghiệp Đại học cho các khóa 5, 6, 7 với gần 1000 sinh viên. Những kỹ sư thủy lợi tốt nghiệp tại đây đã có mặt trên khắp mọi miền của Tổ quốc, đóng góp to lớn cho sự nghiệp xây dựng ngành thủy lợi nói riêng, kinh tế, văn hóa, xã hội của đất nước nói chung. Rất nhiều trong số họ sau này đã trở thành nhà khoa học, nhà giáo, nhà quản lý giỏi của ngành. Họ đã trưởng thành từ những ngày gian khó này. Năm 1969, 1970 các lớp lần lượt trở về Hà Nội.
Năm 1970, 1971 theo tiếng gọi của Tổ quốc “Xếp bút nghiên lên đường chiến đấu”, hàng trăm cán bộ, giảng viên và sinh viên đã lên đường nhập ngũ; hầu hết nam sinh viên có đủ sức khỏe ở các khóa 8, 9, 10, 11 đã lên đường chiến đấu trên mọi chiến trường. Số sinh viên còn lại được dồn lớp tiếp tục học tập.
Ổn định học tập được một thời gian ngắn, năm 1972 Đế quốc Mỹ ném bom trở lại miền Bắc, trường lại một lần nữa sơ tán về vùng nông thôn Hiệp Hòa, Việt Yên, Hà Bắc lần thứ hai. Mười năm khó khăn đó lại chính là thời kỳ phát triển mạnh mẽ của nhà trường.
1. Công tác đào tạo
Bắt đầu từ năm 1965, số lượng sinh viên được tuyển tăng 300–400 sinh viên mỗi khóa. Ngoài 3 ngành đã mở, năm 1965 trường mở ngành Thủy điện (khoá 7), năm 1966 mở ngành Cơ khí thủy lợi (khoá 8), năm 1967 mở ngành Thi công (khoá 9). Hình thức đào tạo tại chức được mở rộng, mỗi khóa đào tạo khoảng 100 sinh viên. Năm 1968, lớp sau đại học đầu tiên về chuyên đề kết cấu được mở với khoảng 60 học viên.
2. Công tác khoa học công nghệ
Sau hơn ba năm học tập, sinh viên tỏa về các địa phương, vừa học kỹ thuật chuyên ngành, vừa lập quy hoạch, thiết kế thi công các công trình theo tinh thần Nghị quyết 142 của Bộ Chính trị và Chỉ thị 222/TTg của Thủ tướng chính phủ “Học đi đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tế”. Công tác nghiên cứu khoa học dần đi vào nề nếp. Giai đoạn này, trường đã tổ chức được 3 Hội nghị khoa học. Tháng 10/1966, Hội nghị tổng kết khoa học lần thứ nhất được tổ chức có 46 báo cáo. Các vấn đề nghiên cứu tập trung gắn với phục vụ sản xuất và đào tạo. Từ đó, hội nghị khoa học được tổ chức thường xuyên 2 năm một lần. Năm 1968, do nhận thức được vai trò của công tác khoa học – công nghệ đối với đào tạo và sản xuất Phòng Quản lý Khoa học được chính thức thành lập theo Quyết định số 304/TL ngày 17/05/1968.
3. Công tác tổ chức cán bộ
Để đảm bảo và nâng cao chất lượng đào tạo, nhà trường đã chú trọng việc xây dựng và thành lập các khoa, bộ môn. Năm 1996 thành lập hai khoa đầu tiên là Khoa Thủy công Thủy điện và Khoa Thủy nông. Năm 1969, thành lập Khoa Thủy Văn và chuyên ngành Thi công từ Khoa Thủy công Thủy điện được tách ra thành một khoa mới gọi tên là Khoa Thi công Thiết bị. Nhiều giảng viên được tuyển dụng và các giảng viên trẻ được cử đi học tập ở nước ngoài. Số lượng giảng viên từ thời kỳ đầu chưa tới 100 người thì giai đoạn này liên tục bổ sung đạt tới 200 giảng viên trong đó có 30 tiến sĩ, phó tiến sĩ.
Nhiều cán bộ, giảng viên được tôi luyện trong điều kiện khó khăn của chiến tranh đã trưởng thành, khẳng định được năng lực chuyên môn và năng lực quản lý, được Nhà trường tin tưởng giao trách nhiệm lãnh đạo các khoa, bộ môn và các phòng chức năng.
4. Xây dựng cơ sở vật chất
Trong hoàn cảnh khó khăn do chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ ở miền Bắc, nhà trường đã tập trung xây dựng cơ sở ở nơi sơ tán cho cán bộ và sinh viên. Khi trở về Hà Nội, nhà trường đã biết tự phát huy nội lực, tập trung khôi phục, sửa chữa nâng cấp và xây dựng thêm cơ sở vật chất như giảng đường cấp 4, nhà ở cấp 4 cho sinh viên tại chức, xây dựng nhà ở cấp 4 cho cán bộ giảng viên và nhà trẻ mẫu giáo phục vụ con em cán bộ giáo viên nhà trường; sửa chữa nâng cấp khu nhà ăn sinh viên; cải tạo nâng cấp đường nội bộ.
5. Công tác tham gia chiến đấu, bảo vệ Tổ quốc
Cùng với nhiệm vụ đào tạo, nghiên cứu khoa học phục vụ sản xuất, trường còn tích cực tham gia cuộc chống Mỹ cứu nước. Trong không khí sôi động, hào hùng của cả nước, gần 500 cán bộ, giảng viên, sinh viên thực hiện phong trào “Ba sẵn sàng”, “Gác bút nghiên lên đường nhập ngũ” với quyết tâm đánh thắng giặc Mỹ xâm lược. Năm 1972, cán bộ giảng viên của Trường tham gia trực chiến bắn máy bay tầm thấp trên sân thượng nhà hành chính của trường. Nhiều chiến sĩ xuất thân từ Trường Đại học Thủy lợi lập công xuất sắc, đã trở thành anh hùng, chiến sĩ thi đua, dũng sĩ diệt Mỹ và nêu tấm gương sáng về chủ nghĩa anh hùng cách mạng như anh hùng Trần Văn Xuân lớp 8Đ. Nhiều người đã hy sinh hoặc để lại một phần xương máu nơi chiến trường vì sự nghiệp giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước. Tổng kết thời kỳ kháng chiến chống Mỹ cứu nước, cán bộ, giảng viên và sinh viên Trường Đại học Thuỷ lợi đã được Nhà nước trao tặng 200 Huân chương kháng chiến các hạng (gồm 27 hạng Nhất, 65 hạng Nhì, 108 hạng Ba); 181 Huy chương kháng chiến các hạng (26 hạng Nhất, 155 hạng Nhì); 18 Huân chương chiến công, 5 Huân chương Quân kỳ quyết thắng, 35 Huân chương Giải phóng và hàng trăm Huân chương Chiến sĩ vẻ vang các hạng.
