沭阳闸位于沭阳县沭城镇西南淮沭河上，它的构造为双层交叉式。上层为调节淮沂水位服务于灌溉、航行、供水等功能的节制闸，下层为解决淮沭新河以西大片土地排涝问题的并列式的地下涵洞。这种灌、排、航、供相结合的多功能的特殊形式的大型水利建筑，当时在全国是独一无二的。上层节制闸共25孔，每孔净宽10米，总长288．15米，最西边一孔为通航孔，可通1000吨船队。闸底板高程5米，底板13块，胸墙底高程12．5米，闸顶高程15米，闸孔净高7．5米。上层闸顶设公路桥，桥面高程15米，净宽6．o米。工作桥桥面高程24米，宽2．5米。沭宿、沭泗公路即经该闸闸顶通过。该闸闸门原为木面板，1972年改为钢架弧形闸门。1994-1999年改为实腹梁式弧形钢闸门。设卷扬式启闭机7台。设计流量3000立方米／秒，校核流量4000立方米／秒。闸下涵洞为22孔，每孔高3．0米，宽3．0米，最大流量为370Q，闸下最高水位8．24米，闸上最高水位8．44米。
新中国成立后，导沂整沭工程从1949年10月21日动工，至1951年初步竣工。在导沂整沭、治淮工程中，有两条流域性大型河道经过沭阳县境。一条是新沂河横贯东西，由颜集镇入境，向东至吴集镇出境，直达灌河口入海。一条是淮沭新河纵穿南北，由胡集镇入境，北上至桑墟镇出境，经蔷薇河直达连云港市。两河在沭城西北部垂直交叉汇合。新沂河主要是承泄沂、沭、泗洪水，设计能力为排洪6000立方米／秒；而淮沭新河除承担分泄淮河洪水3000立方米／秒入新沂河外，还兼具送水灌溉和沟通航运作用。由于两河的承担任务不同，性质各异，必须兴建一组闸群，控制高度。这组闸群包括淮沭河的沭阳闸、柴米闸，新沂河的南北偏泓闸，沭新河的沭新渠道和船闸等，形成一个完整的水利枢纽。通过这一枢纽的控制运用，发挥了排洪分洪、供应宿迁和徐州、连云港三市工农业用水，沟通宿迁与连云港两市航运交通，保障沂河床内约30万亩滩地一季麦收等综合效益。沭阳闸则是这一枢纽工程中规模最大的主体建筑物。
沭阳闸于1958年8月16日动工兴建，1959年10月竣工。当时动员民工4万人，总投资1243万元。
沭阳闸的设计和构造，充分体现我国的社会主义经济建设，一开始，便从上到下树立了远大而宏伟的目标。整个建设具有设计经济合理，结构新颖紧凑，造型宏伟壮观的特点。1959年9月，全国人大代表俞平伯一行7人，在江苏省副省长计雨亭陪同下视察工地。1974年8月16日，新沂河泄洪6900立方米／秒，闸下最高水位为11．81米，闸上相应水位为9．75米。1980-1982年，对工作桥排架根部进行加固，并对该闸进行抗震验算，抗震烈度为9度。1991年7月17日，闸上最高水位11．05米，闸下相应水位11．04米，过闸分淮入沂最大流量是1210Q。
沭阳闸具有排洪、灌溉、通航、公路等作用，可防止洪水倒灌入淮沭河，减轻淮沭河防讯负担，保护淮沭河滩地7万亩农田免受洪灾。淮河涨水，则可分淮入沂，可泄洪1000流量，并协助沭阳闸以上1960平方公里面积的桃汛排入柴米河。
该闸全部工程由江苏省水利厅勘察设计院设计，原江苏省水利厅工程局二区队施工，该闸的建成，既造福于受益地区的子孙后代，也体现了当时我国的科学发展。