В 19 веке продолжалось интенсивное изучение и освоение внутренних водных путей России. Существенным толчком к новейшим исследованиям послужила Отечественная война 1812 года. А итогом стал первый Судоходный дорожник Европейской России и Гипсометрическая карта А.А. Тилло, составленная на рубеже 19 и 20 веков и впервые представившая изображение рельефа Европейской части России, в основных чертах не изменившееся до настоящего времени.

В 1809 г. Главное управление водяных коммуникаций было преобразовано в Управление водяных и сухопутных сообщений. Был открыт Институт Корпуса инженеров путей сообщения, где среди прочих предметов преподавались геодезия, астрономия, черчение планов и карт.
Изученность водных и сухопутных путей сообщения России была, однако, недостаточной, что, в частности, особенно проявилось во время Отечественной войны 1812 г. Характерно, что в самый разгар войны, 4 сентября 1812 г., военный министр обратился в департамент путей сообщений с просьбой о доставлении провиантскому департаменту сведений как о тогдашнем состоянии водных и сухопутных сообщений, так и о могущих встречаться по оным переменам на будущее время. Обращение военного министра послужило одной из причин организации с 1814 года в рамках Управления путей сообщения специальных работ по созданию Гидрографического атласа Российской империи, в который в соответствии с проектом должны были входить, помимо общей гидрографической карты империи, специальные планы оконченным сообщениям, проекты сообщениям, которые приводятся в исполнение, новые проекты, подробные планы порогов, планы рек.

Наряду с детальными исследованиями и картографированием рек в начале 19 века продолжались обширные рекогносцировочные обследования для выяснения возможностей соединения бассейнов различных рек Российской Империи. В частности, значительные по объему топографические работы выполнялись при изучении рек Польского Королевства и выявлении возможности соединения их бассейнов и создания искусственных водных путей. Эти проекты интересны также как еще один пример плодотворного сотрудничества польских и русских специалистов, способствовавшего совершенствованию картографии и гидротехники в обеих странах.

Работы по созданию гидрографического атласа потребовали организационного укрепления картографической службы Главного управления путей сообщения, для чего в 1820 г. при нем были организованы Депо карт и инструментов, а также Художественное заведение для гравирования и печати карт и атласов.

В 1832 году Гидрографический атлас Российской империи был издан; в него вошли генеральные карты (масштабов 20 и 10 верст в дюйме), подробные карты масштаба 2 версты в дюйме и планы в масштабе 100 саженей в дюйме. Далее, на основании собранных по программе Главного управления путей сообщения картографических материалов и текстовых приложений к ним был составлен так называемый Судоходный дорожник Европейской России — первая опубликованная в стране речная лоция, куда вошли описания Волги, Ладожского и Онежского каналов, Вышневолоцкой, Тихвинской и Мариинской систем.

С 1849 по 1903 г. водные пути России оказались в центре внимания Экспедиции по исследованию источников главнейших рек Европейской России, которой руководил известный русский геодезист, географ и картограф А.А. Тилло (1839-1899 гг.). Одним из замечательных научных результатов работы этой экспедиции была составленная Тилло знаменитая Гипсометрическая карта Европейской России, впервые представившая изображение рельефа Европейской части России, в основных чертах не изменившееся до настоящего времени.