在记述大同煤田时云：“山有石炭（煤），火（烧）之，热同樵炭也。”这可能是首次提到大同煤田的文献。以上各条记录，均可在《水经注·漯水注》中查阅到。郦道元平常最喜欢阅读的书籍是有关地理方面的文献，诸如前代的《山海经》、《禹贡》、《周礼·职方》、《汉书·地理志》以及三国时代佚名作者所著的《水经》等等。在阅读过程中，每有感触，或作眉批，或作笔记，他对《水经》一书尤感兴趣，但他认为写得过于简略，仅记干流137条，不符合我国地大物博的实际情况，而且有不少地方，与前代各种著作的记载颇有出入，譬如同一条河流，对其发源地或河道的变迁很不一致；对同一地区山川形势的描述，也有大相径庭的；还有沿河城邑兴衰的记载，或不明其来龙去脉，或相互矛盾，无所适从。总之，经常碰到不满意的论述。由此，他萌发了一种心愿，意欲亲自对华夏河流及其地理特点作一番细致的考查研究，然后整理出符合历史情况和现实情况的文字来。他认为这一工作如能圆满完成，对今后如何开发利用国土将会发挥重大的作用，肯定会受到后世人的赞扬。应尽量利用出门办事或旅游的机会，有意识地去搜集第一手材料，为写书作充分的准备。正当这个时候，机会来了。孝文帝有意到外地巡视，郦道元本是皇帝身边的侍从，故得以随行。先从平城出发，太和十七年（494年）八月到达并州（今山西太原市），九月到达洛阳，十月到达邺城（今河南安阳市）；太和十八年（495年）正月，又从邺城返回洛阳，二月，自蒲地（今山西蒲州渡口）渡过黄河，北返平城。太和十八年七月，又从平城出发，先到朔州（今山西朔县），八月，北行，直达阴山之麓，到达河套地区的五原城。在这两次历时两年的岁月里，行程万里，郦道元不仅考察了沿途的山山水水，而且还学习司马迁写《史记》前的准备工作，所到之处，拜访许多耆老宿绅，参观了许多历史遗迹，使他大开眼界，头脑里充实了大量前所未闻的新鲜材料，为他日后撰写《水经注》奠定了坚实的基础。在漫长的旅途中，特别是在山西境内，几次反复路过，印象最为深刻。所以，境内的汾水、文水、晋水等查看得比较仔细。
况且这一带既是平城的外围地区，也是洛阳的邻近，无论其经济情况、军事要冲或者交通条件都会影响国家的安定和发展，郦道元当然更在心了。不但如此，对若干著名的景点，还特别着力描写。比如他在蒲地横渡黄河时，特地专程溯流而上到龙门天险察访当地形势，他看了以后，对这段黄河天险曾作过这样的描述：“孟门（今山西河津县禹门口），即龙门之上口也，实为河之巨阸（天险）、兼孟津之名矣。此石经始禹凿（夏禹治水时所凿），河中漱广，夹岸崇深，倾崖返捍（山上的地层斜插入河水中），巨石临危（巨石突出于河岸），若坠复倚。古之人有言：水非石凿而能入石，信哉！其中水流交冲，素气（水蒸气）云浮，继往遥观者，常若雾露沾人，窥深悸魄（越看越可怕）。其中尚崩浪万寻（浪涛很高），悬流千丈，浑洪赑怒（浑浊的洪流像发怒的样子），鼓若山腾（浪涛奔腾像山倒下来），浚波颓叠（急浪一个紧接着一个），迄于下口。方知慎子下龙门，流浮竹，非驷马之追也。”（《水经注·河水注》）。这段文字，生动地记叙了黄河禹门口的地理特点，流水侵蚀岩石可使石穿，岩层倾斜与河道深切的关系诸道理以外，将此处万马奔腾的波涛倾泻记述得惟妙惟肖，把它当做一篇散文来朗读，也会令人动情不已呢！孝文帝去世后，宣武帝元恪和孝明帝元诩相继即位，郦道元也离京城，到地方上任职。先后担承过鲁阳（今河南鲁山县）郡守，东荆州（今河南泌阳县）刺史。当时朝政腐败，皇室成员过着花天酒地的生活，竭尽骄奢淫逸之能事，皇帝自己不大亲理朝政，下属官吏也跟着腐败；而老百姓生活困难，投诉无门，怨声载道。郦道元作为一个忧国忧民、秉性刚直的知识分子兼地方长官，比较了解民情，自然看不惯这种衰败的局面，与孝文帝在位时相比，颇有江河日下之危。作为个人的力量，他自己只能恪守节操，为政清勤。企图从法治开始，重整纲纪，对那些依仗权势犯罪的人，严格依法从事，绝不通融。史书上曾称颂他“吏人畏之，奸盗逃于他境”。但痼疾根深，个人的力量毕竟难以力挽狂澜。于是，他把从政的目标转移到兴办教育方面来。
