Der Floßgraben bildet als längster historischer Kunstgraben in Mitteldeutschland eine herausragende Ingenieurleistung des 16. Jahrhunderts. Auf Initiative von Kurfürst Friedrich August erfolgte der Baubeginn 1577/78, wobei zunächst die Laufabschnitte zur Versorgung der Salinen von Crossen in Richtung Bad Dürrenberg zur Saale bzw. Wallendorf zur Luppe fertiggestellt wurden.
Später wurde westlich von Pegau über den Carsdorfer Ableiter eine Verbindung über den „Kleinen Floßgraben“ nach Leipzig hergestellt, die am heutigen Floßplatz endete, 1612 in Betrieb ging und über mehr als 250 Jahre durchgehend genutzt wurde. Erst mit dem Aufkommen der industriellen Braunkohlenförderung und der Entwicklung der Eisenbahn als Transportmittel sowie bedingt durch Bedarfsanstieg und gleichzeitige Holzverknappung fand die Flößerei ihr Ende. Das Wasser zur Bespannung wurde von der Weißen Elster abgezweigt. Durch die Trassierung des Floßgrabens wurde ein zugleich geringes und gleichförmiges Regelgefälle erzielt. Für den Betrieb bildete eine ständige Gewässerunterhaltung im Zuge des „Flößereiwesens“ die Grundvoraussetzung. Holzdiebstähle wurden in der Betriebszeit mit drakonischen Strafen geahndet.
Nach der Stilllegung 1864 verlor der Floßgraben seine Ausgangsfunktion und verfiel abschnittsweise. Deutlich schwerwiegender waren die Eingriffe durch Braunkohlentagebaue im 20. Jahrhundert, die abschnittsweise zu Unterbrechungen mit nur teilweisem Ersatz führten. So erfolgte bereits zwischen 1958 und 1975 zwischen Elstertrebnitz und Werben im Tagebaubereich Profen eine Überbaggerung. Zwar wurde der Gewässerlauf samt Carsdorfer Ableiter auf der Kippe Profen-Nord zwischen 1992 und 1996 auf 7,8 km Länge wiederhergestellt und an den Unterlauf in Richtung Wallendorf bzw. den Kleinen Floßgraben angeschlossen. Das Einzugsgebiet blieb jedoch gekappt, da die Unterbrechung im Abbaufeld Schwerzau des aktiven Tagebaus fortbesteht.
Die seit 1997 betriebene „Neue Floßgrabenquelle“ wird durch mit 10–12 Kubikmetern pro Minute Sümpfungswasser aus dem benachbarten Tagebau gespeist, wobei die Frage nach der Bespannung des Gewässerlaufs nach dem Ende der Verfügbarkeit offen ist. Zur durchgängigen Wiederherstellung des Abschnitts von Crossen bis Elstertrebnitz laufen Initiativen auf Vereinsebene. Der Graben ist in Sachsen-Anhalt als Technisches Denkmal eingestuft. Durch die Tagebaue Zwenkau und Cospuden erfolgte zwischen 1970 und 1989 eine Kappung (Eichholz) bzw. Inanspruchnahme des Floßgrabens, der erst im Zuge der Wiedernutzbarmachung über den Harthkanal bzw. „Neuen Floßgraben“ wiederhergestellt wird.
Unterhalb des heutigen Waldsees Lauer blieb der Gewässerlauf zwar erhalten, jedoch prägten aufgrund unterlassener Pflege in Kopplung mit der Abwassereinleitung aus der Kläranlage Markkleeberg und der zeitweise fehlenden Bespannung bis zum Jahr 2000 Verlandungen und Faulschlammablagerungen die Situation. Einen ersten Schritt sowohl zur Beförderung von Wassertourismus als auch von Fließgewässerökologie bildete die 2001–2004 durchgeführte Beräumung. Hinzu kamen die Ertüchtigung der Kläranlage Markkleeberg (2005) und Brückenneubauten. 2006 bzw. 2011 gingen die Schleusenbauwerke Cospuden bzw. am Connewitzer Wehr in Betrieb, so dass der Abschnitt zwischen Pleiße und Cospudener See seither durchgängig passierbar ist.
Der Graben weist mit der Ableitung von Überschusswasser aus dem Cospudener See und perspektivisch mit der anteiligen Hochwasserableitung aus dem Zwenkauer See (seit 2018) substanzielle hydraulische Funktionen auf, die auch unabhängig vom Wassertourismus einen ständigen Unterhalt erfordern. Zugleich konnte er sich durch seine ökologische Gesundung zu einem wertvollen Habitat entwickeln, in dem sich heute auch der Eisvogel wohlfühlt. Aufgrund seiner geringen Tiefe und Breite eignet sich der Floßgraben nur mit Einschränkungen für einen Wassertourismus im Einklang mit Naturschutzbelangen.