徐有贞经过实地考察，认为应设置水门、开凿支河、疏浚运河，以疏塞浚并举的方法平息河患，得到景帝批准。他征发民夫，亲自督率工程建设，在张秋到黄河、沁水之间开凿沟渠（即广济渠）、修建水闸（即通源闸）。当时，工部尚书江渊建议派五万京军前去支援，希望能在三个月内完工，尽早解决漕粮转运问题，却被徐有贞拒绝。徐有贞历经五百五十余日的艰辛努力，终于圆满的完成治河工程。

　　景泰六年（1455年）七月，徐有贞被召回北京，佐理都察院事务，后又出京巡视漕河。他奏请朝廷，免除济宁十三州县河夫的官马徭役。景泰七年（1456年），山东地区发生洪灾，境内河堤多有毁坏，唯有徐有贞负责修筑的河堤依然完好。明景帝便命徐有贞再到山东治理水患。徐有贞修复旧堤决口，在临清到济宁之间设置多处减水闸门，成功平息水患。景帝亲自召见慰劳，进拜他为左副都御史。

参与复辟
　　明英宗被释放回国后，虽有太上皇的名位，但一直被明景帝软禁在南宫。景泰八年（1457年）正月，景帝病重。武清侯石亨、都督张軏、宦官曹吉祥为求不世之功，有意迎英宗复辟。曹吉祥到后宫拜见孙太后，密告复辟一事，取得太后支持。石亨与张軏则去寻求太常寺卿许彬的帮助，并在许彬的建议下，连夜拜访徐有贞。徐有贞大喜过望，当即与他们一同密谋。

　　正月十六日晚，石亨、曹吉祥等人齐聚徐有贞家中，决定当夜便发动政变。当时恰有瓦剌扰边的战报传来，张軏借机以保护京城安全为由，调集京营官兵入城。石亨负责皇城卫戍，掌管城门钥匙，于四鼓时分打开长安门，将政变军队放入皇城，而后反锁宫门，以阻遏外兵。

　　石亨、徐有贞等人直奔南宫，因宫门紧锁，便撞破宫墙而入。太上皇英宗忙出来查看。徐有贞等人都跪伏在地，请英宗重新登基，然后让人抬来乘舆，簇拥着英宗前往大内。英宗在途中询问诸人姓名，以示不忘功臣，随即由东华门进入大内。东华门守军本欲上前阻拦，但因英宗表明身份，皆返身而逃。徐有贞等人将英宗送入举行朝会的奉天殿，将其扶上御座，而后叩拜道贺，高呼“万岁”。此时已是正月十七日凌晨五更时分，群臣都在朝房等待早朝，却听到奉天殿中喧噪不已，皆感惊愕。这时钟鼓齐鸣，宫门大开。徐有贞走出，高声宣布英宗复位的消息，并催促群臣进殿朝贺。群臣先是愕然，继而入内参拜。正月二十一日，明英宗正式复皇帝位，改元天顺。