元和十三年十二月，白居易由江州司马转忠州（今四川省忠县）刺史。任上，他作了三年施政计划，干了不少实事。其中，最突出的贡献是大规模绿化了城东山坡和东涧。

       元和十五年正月，穆宗即位，诏白居易回长安任尚书司门员外郎。不久又升为主客郎中知制诰。长庆元年（821年）夏，白居易加朝散大夫又转上柱国。这时，河北一带兵祸复起，他屡屡上书论事，都遭到穆宗的驳回。目睹宦官擅政，朋党倾轧，一般朝士各有攀援，白居易不愿卷入漩涡，于是自请外任，离开长安。

       长庆二年，白居易做了杭州刺史。上任后，首先遇到城区市民吃水困难、钱塘江洪水泛滥等急需解决的问题。他踏勘地形、了解情况后，首先实施城中李泌开凿的六井疏浚工程，一方面清除堵塞之物，一方面整修井壁，解决了城区市民吃水问题。随后他又实施了增修湖堤的水利工程。工程建成后，不仅为泄洪发挥了强有力的作用，同时还可引水灌溉一千余顷良田，使庄稼旱涝保收。为了确保堤防安全和泄洪及时，白居易亲自草拟《钱塘湖石记》，把用水量、用水程序、管理方法、泄洪要求等都作了明确规定，有效地保护和充分利用了湖水资源。当地人民为纪念他的功绩，称湖上的沙堤为“白堤”。