จากความต้องการของราษฎรและเจ้าหน้าที่ปกครอง ต้องการจะให้ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ มีการชลประทานแบบที่กระทำอยู่ในภาคกลางและภาคเหนือ รัฐบาลจึงได้สั่งให้กรมชลประทานเปิดการชลประทานขึ้นในภาคนี้ โดยเริ่มสำรวจสภาพน้ำและสภาพภูมิประเทศ เพื่อเป็นข้อมูลประกอบในการพิจารณาวางโครงการ ตั้งแต่ พ.ศ. 2477 และเริ่มงานก่อสร้างเพื่อแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าตามความเรียกร้องของราษฎรไปก่อนตั้งแต่พ.ศ. 2482 เป็นต้นมาที่ตั้งที่ทำการชลประทานครั้งแรก ตั้งอยู่ที่ถนนโพธิ์กลาง ตำบลในเมือง อำเภอเมือง จังหวัดนครราชสีมา ซึ่งในปัจจุบันเป็นที่ทำการของโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาลำตะคอง ระยะแรกได้เริ่มก่อสร้างโครงการชลประทานขึ้นพร้อมกัน จำนวน 8 โครงการ แยกเป็น โครงการชลประทาน ประเภทเหมืองฝาย 5 โครงการ ได้แก่ โครงการลำตะคอง , โครงการทุ่งสัมฤทธิ์ จังหวัดนครราชสีมา, โครงการห้วยเสนง จังหวัดสุรินทร์ , โครงการห้วยหลวง จังหวัดอุดรธานี , โครงการห้วยน้ำหมาน จังหวัดเลย และเป็นโครงการชลประทานประเภทคันกั้นน้ำ เพื่อบรรเทาอุทกภัย 3 โครงการ ได้แก่ โครงการบ้านตูม - บ้านติ้ว จังหวัดมหาสารคาม , โครงการทุ่งแซงบาดาล จังหวัดร้อยเอ็ด และโครงการลุ่มน้ำโขง จังหวัดหนองคาย โดยมี พระธุระนทีทด ( พ.ศ.2477 - พ.ศ.2485 ) , นายเฉบียว ทองอุทัย ( พ.ศ 2485 - พ.ศ.2490 ) และนายจันทร์ วิเชียรทวี (พ.ศ.2490 - พ.ศ.2493 ) ทำหน้าที่หัวหน้าโครงการก่อสร้างอีสานตามลำดับ ต่อมาสงครามโลกครั้งที่ 2 ทำให้งานก่อสร้างทั้ง 8 โครงการ ดังกล่าวต้องชะลอไว้ยังไม่แล้วเสร็จ

                      หลังจากสงครามโลกครั้งที่ 2 สงบลงแล้ว ในปี พ.ศ.2494 กรมชลประทานได้เริ่มงานก่อสร้างโครงการชลประทานประเภทอ่างเก็บน้ำในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เนื่องจากโครงการชลประทานประเภทนี้เหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศ และจะสามารถช่วยแก้ไขปัญหาการขาดแคลนน้ำ ในการอุปโภค-บริโภค และ การเกษตรกรรมของราษฎรได้ นายจำลอง อัตนโถ เป็นบุคคลแรกหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ที่กรมชลประทาน ส่งมาดำรงตำแหน่งนายช่างพิเศษชลประทานด้านตะวันออกเฉียงเหนือ (ชพด.) ในช่วง พ.ศ.2493 - พ.ศ.2509 ทำให้มีการสร้างอ่างเก็บน้ำอย่างจริงจังกระจายไปทั่วทั้งภาค เริ่มแต่บัดนั้นเป็นต้นมา งานก่อสร้างโครงการชลประทานประเภทเหมืองฝายและประเภท คันกั้นน้ำ เพื่อบรรเทาอุทกภัยทั้ง 8 โครงการที่เริ่มมาตั้งแต่ปี พ.ศ.2482 ก็แล้วเสร็จสมบูรณ์ในช่วงนี้ ในปี พ.ศ.2499 ที่ทำการชลประทานภาคตะวันออกเฉียงเหนือได้ย้ายมาตั้งอยู่ที่ 905 ถนนสืบศิริ ตำบลในเมือง อำเภอเมือง จังหวัดนครราชสีมา ซึ่งเป็นที่ตั้งที่ทำการของ สำนักงาน ชลประทานที่ 8 (สำนักงานชลประทานที่ 6 เดิม) ปัจจุบันนี้ผู้ดำรงตำแหน่งนายช่างพิเศษชลประทานด้านตะวันออกเฉียงเหนือต่อจาก นายจำลอง อัตนโถ คือ นายพีระ วัฒกานนท์ (พ.ศ.2509 - พ.ศ.2514) นายลาภ ตัณฑศรี (พ.ศ.2514 - พ.ศ.2518) ตามลำดับ งานชลประทานในระยะนี้ ส่วนใหญ่เน้นหนักไปในด้านการก่อสร้างโครงการประเภทอ่างเก็บน้ำ และการสร้างระบบส่งน้ำให้กระจายไปทั่วทั้งภูมิภาค มีการก่อสร้างโครงการชลประทานขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นอีก 7 โครงการในระหว่าง พ.ศ.2506-พ.ศ.2513 ได้แก่ โครงการลำตะคอง (สร้างเขื่อนลำตะคอง) โครงการลำพระเพลิง จังหวดนครราชสีมา โครงการลำปาว จังหวัดกาฬสินธุ์ โครงการน้ำพอง จังหวัดขอนแก่น โครงการน้ำอูน จังหวัดสกลนคร โครงการโดมน้อย จังหวัดอุบลราชธานี และโครงการห้วยหลวง จังหวัดอุดรธานี จนถึง พ.ศ.2518 มีโครงการประเภทอ่างเก็บน้ำและทดน้ำที่สร้างแล้วเสร็จในภาคนี้ จำนวน 170 โครงการช่วยพื้นที่เพาะปลูกได้ประมาณ 1.5 ล้านไร่

                     สำหรับงานด้านส่งน้ำและบำรุงรักษา ก็เริ่ม มีบทบาทและมีความสำคัญมากขึ้น มีการจัดตั้งสมาคมผู้ใช้น้ำชลประทานขึ้นในโครงการชลประทานที่สร้างแล้วเสร็จ เพื่อให้เกษตรกรผู้ได้รับประโยชน์จากโครงการชลประทาน ได้มีส่วนร่วมในการบำรุงรักษาและแบ่งปันน้ำอย่างเป็นธรรม สำหรับโครงการก่อสร้างขนาดใหญ่นั้น หลังจากก่อสร้างหัวงานและอาคารชลประทานบางส่วนเสร็จแล้ว กรมชลประทานก็ได้อนุมัติให้จัดตั้ง โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาขึ้นมา เพื่อบริหารการจัดการน้ำชลประทานและดูแลบำรุงรักษาสืบไป พ.ศ.2518 กรมชลประทาน ได้พิจารณาแบ่งส่วนราชการใหม่ โดยแบ่งพื้นที่ในภาค ตะวันออกเฉียงเหนือ ออกเป็น 3 สำนักงาน คือ สำนักงานชลประทานที่ 4 , 5 และ 6 มีหัวหน้าสำนักงานชลประทาน (ภายหลังเปลี่ยนชื่อตำแหน่งเป็นผู้อำนวยการสำนักชลประทาน) เป็นผู้ควบคุมดูแลสำนักชลประทานที่ 6 (สำนักชลประทานที่ 8 ในปัจจุบัน) มีหน้าที่รับผิดชอบการชลประทานรวม 5 จังหวัดคือ จังหวัดนครราชสีมา ชัยภูมิ สุรินทร์ บุรีรัมย์ และศรีสะเกษ แต่ในปัจจุบันพื้นที่รับผิดชอบของสำนักชลประทานที่ 8 เหลือเพียง 4 จังหวัด คือ จังหวัดนครราชสีมา สุรินทร์ บุรีรัมย์ และศรีสะเกษ