同马大堤位于长江下游北岸，华阳河、皖河两流域下游。上起鄂皖交界的段窑，下迄怀宁县官坝头，全长175．5公里。保护范围有宿松、望江、怀宁、太湖4县以及华阳河、九城畈、皖河3个国营农场，合计保护面积2308．59平方公里。其中湖泊面积831平方公里，保护耕地142．38万亩，人口124万余人。宋建隆元年（960年）以后，长江水道逐渐南移，湖滩洼地随之淤高，江之北、湖之南的洲滩断续相连，明初即有筑堤圈圩之举。宿松、望江、怀宁各县，先后于清道光18年（1838年）、道光29年、咸丰元年（1851年）、光绪11年（1885年）、民国5年（1916年），沿江北岸由上而下依次修筑起同仁堤（系黄梅赖知县倡议修筑，堤长6．63公里，上起段窑，下至宿松县梅坝南的江心洲）、丁家口堤（系咸丰初年动拨官款修筑，堤长330余丈）、初公堤（系江西德化县知县初朴督修，堤长11公里，上起丁家口，下至下夹口）、泾江长堤（系宿松县令孙葆田督庄绅吴有铭等修筑，上接初公堤，下至小孤山马家港，长30余里又4900余丈）、马华堤（系鄂、赣、皖3省合修，上起马家港，下至望江县华阳镇，全长70余里）。
民国25年政务院勘定将湖北、安徽、江西3省原来隔江插花管理的土地，统一就地划属，并将诸堤联结而成为同马堤，堤长82公里。建国后，同马堤不断培修加固。1955年冬到1956年春，兴建杨湾闸，整修华阳闸，封堵华阳河口，加固合成圩东埂，同马堤线随之延伸到合成圩末端，堤长100公里，成为华阳河全流域的主要防洪工程。1957年皖河下游改道联圩，同马堤又延伸到怀宁县官坝头，全长175．5公里，成为皖河以西、沿江北岸湖圩防洪屏障，保护着华阳河和皖河下游两个流域的广大圩区。50年代兴建的皖河下游联圩工程，共并圩58口，新开河道20．21公里，新筑干堤27．48公里，培修老堤38．77公里，兴建皖河闸1座，共完成土方1217万立方米。该工程国家投资542万元，可缩短防洪堤线313公里，增加保护耕地24万多亩，增垦湖滩15万多亩。
建国以来，同马大堤经过多次加高培厚，逐段达到设计标准。1949年规定堤顶高出1949年最高洪水位1米，顶宽5米。同年12月8万民工开赴江堤，奋战一冬春，共完成土方708万立方米。1954年7月中旬，继湖北黄广大堤溃破之后，同马大堤四合圩湖堤、合成圩夏家新屋堤段先后溃破，汛后堤身残破不堪。同年冬，上堤民工5万余人，抢堵溃口。翌年春，上堤民工增至17．8万人，培修加固。当时要求堤身标准是：老洲头以上堤顶平1954年实测洪水位，顶宽6米；老洲头以下，堤顶超高1949年洪水位1米、顶宽5～6米，内坡堤顶下3米加做戗台。经过一冬春抢修，共完成土方589．97万立方米。1955年冬至1957年春，又继续加修土方668．6万立方米，堤顶高程普遍超过1954年实测最高洪水位0．5米。
1962年同马大堤续修标准为：堤顶超1954年实测洪水位1米，顶宽6米。自1964年冬至1966年春，全堤共完成土方269．4万立方米。
1971年以后，同马大堤防洪标准均按湖口水位22．5米相应水位超高2米，1982年又改为按湖口水位22．5米相应水位超高1．5米。到1988年底，同马堤顶高程达到设计标准的有40．365公里，占全堤23％；超高1～1．45米的有45．63公里，占26％；超高0．5～1米的有89．5公里，占51％。
华阳河与皖河流域的分界在原合成圩东埂，但原隔堤标准低，为防止华阳河分洪波及皖河，1977年望江、怀宁两县又突击加修了东埂隔堤。两县民工奋战1月余，堤顶高程达21．3米。同马堤的望江顺合段，是1949年东兴圩退建的新江堤。因东兴圩江堤连年培修，堤身完好，可以防御江洪，故顺合段则依赖东兴而年久失修，堤身质量不高。为保证同马堤的整体防洪标准，1980年望江县集中力量加修顺合段干堤，均按湖口水位22．5米相应水位超高2米标准完成，并进行粘土灌浆，以加强堤质。
1983年6月，长江水位急剧上升，7月13日安庆站最高洪水位达17．95米，同马大堤上段汇口水位达到21．65米，超出1954年实测最高洪水位0．06米。同马大堤堤基渗漏，内脚外冒砂鼓水共57处，堤身渗漏11处，堤身开裂3处，闸站渗水2座。同年冬修时对出险堤段均分别情况进行了加固处理。
自1973到1988年底，国家投资巨款利用挖泥机械船冲填堤后大水塘的有观音港、洛棚、王家洲、周家湾、顺合段、北场站、巨网段、潭子湖段等，共冲填堤长49．55公里，完成土方1629．9万立方米。同时，进行人工挑土填塘，完成土方772．5万立方米。自此，同马大堤基本消除了堤内水塘的巨大隐患。此外，又选在堤基渗漏最险处加做减压井88眼，国家投资130．84万元。自1977年起至1988年止，还对堤身普遍进行了锥探灌浆，消除堤身隐患长达98公里，占全堤长55．8％，灌土9．65万立方米，国家投资134．88万元。近百年来，同马大堤滨江岸滩崩塌日趋加剧，截止1988年，累计崩塌14处，长91．6公里。宿松县王家洲堤段，崩岸5次，长13．41公里，崩岸率20米／年，堤外岸滩最窄处只有18米。50年代以前对长江崩岸只有堤防退建一法，1958年参照枞阳县江堤保坍经验，望江县首先在同马大堤崩岸严重的马土当河段周家湾，抛石护岸，并在崩窝内挂石沉柳促淤。当年抛石1200立方米、沉柳1000多组，效果显著。此后，同马大堤各县（场）段相继择险抛护。自1958至1988年止，共抛石398．57万立方米。其中50年代抛石5．62万立方米，60年代108．12万立方米，70年代209．87万立方米，80年代为74．96万立方米。年最少抛石量为0．12万立方米，年最高抛石量为32．15万立方米，年平均抛石量为13．28万立方米。护岸长达76．66公里，其中已稳定的有69．55公里。国家共投资3406．14万元。
建国后，同马大堤加修土方总计为9205万立方米，石方421万立方米，连同涵闸等配套工程，国家投资达1．23亿元。