การขุดคลองรังสิตเริ่มขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2433 ดำเนินการโดย บริษัทขุดคลองแลคูนาสยามจำกัด ซึ่งเป็นบริษัทเอกชน มีเจ้านาย ขุนนาง และชาวตะวันตกเป็นผู้ถือหุ้น ในชั้นต้นประกอบด้วย พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าสายสนิทวงศ์ พระนานาพิธภาษี (ชื่น บุนนาค) และนายโยคิม แกรซี (Joachim Grassi) ต่อมาในปี พ.ศ. 2435 เปลี่ยนแปลงผู้ถือหุ้นเป็น หม่อมราชวงศ์สุวพรรณ สนิทวงศ์ โอรสคนใหญ่ในพระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าสายสนิทวงศ์ พระปฏิบัติราชประสงค์ (เออร์วิน มูลเลอร์ (Erwin Müller)) และฮันส์ เมทซเลอร์ (Hans Metzler).

พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าสายสนิทวงศ์ ทรงต้องการจะสนองพระราชดำรัสพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวในการพัฒนาทรัพยากรของประเทศ และมิต้องการให้เสียพระราชทรัพย์ จึงได้สำรวจหาพื้นที่ขุดคลอง แล้วนำความกราบบังคมทูลขอพระบรมราชานุญาตขุดคลองในนามบริษัทขุดคลองแลคูนาสยาม เมื่อ พ.ศ. 2431 โดยให้นายโยคิม แกรซี สถาปนิกชาวอิตาลี เป็นผู้วางแผนงาน นายแกรซีจึงได้เสนอโครงการ “Scheme of Irrigation in Siam” เพื่อพัฒนาระบบคลองชลประทานสำหรับปลูกข้าวบริเวณที่ราบลุ่มแม่น้ำภาคกลาง 4 สาย ได้แก่ แม่น้ำท่าจีน แม่น้ำแม่กลอง แม่น้ำเจ้าพระยา และแม่น้ำนครนายก (แม่น้ำบางปะกง)อันเป็นพื้นที่การเกษตรสำคัญ

พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้ทำสัญญาพระราชทานพระบรมราชานุญาตขุดคลองเมื่อวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2431 ให้บริษัทขุดคลองแลคูนาสยามดำเนินการขุดคลองได้มีระยะเวลาสัมปทาน 25 ปี โดยบริษัทได้วางแผนจะขุดคลองชลประทานแบบใหม่บริเวณ “ทุ่งหลวง” ซึ่งเป็นท้องทุ่งกว้างใหญ่ทางฝั่งตะวันออกของแม่น้ำเจ้าพระยา ตั้งแต่ตอนใต้ของมณฑลกรุงเก่า (จังหวัดพระนครศรีอยุธยา)จดมณฑลกรุงเทพฯ โครงการนี้ประกอบด้วย การขุดคลองขนาดใหญ่เพื่อรับน้ำจากแม่น้ำเจ้าพระยา แม่น้ำนครนายก และแม่น้ำป่าสัก กับขุดคลองซอยหรือคลองแยกสำหรับผันน้ำเข้าที่นา รวมทั้งสร้างประตูระบายน้ำเพื่อควบคุมระดับน้ำ

แม้ว่าจะได้รับสัมปทานขุดคลองมาตั้งแต่ พ.ศ. 2431 แล้ว แต่ในสัญญาได้ระบุไว้ว่า บริษัทขุดคลองแลคูนาสยามต้องเสนอแผนการขุดหรือซ่อมคลอง ระบุแผนที่การขุด ขนาดคลอง และกำหนดระยะเวลาการทำงาน ให้เสนาบดีกรมเกษตราธิการ (เดิมคือ กรมนา ต่อมายกฐานะขึ้นเป็นกระทรวงเกษตราธิการใน พ.ศ. 2435) พิจารณาก่อนทุกครั้ง โดยใน พ.ศ. 2433 บริษัทได้ยื่นหนังสือขออนุญาตขุดคลองครั้งแรกรวม 8 สาย แต่พระยาภาสกรวงศ์ (พร บุนนาค) เสนาบดีกรมเกษตราธิการในขณะนั้น อนุญาตให้ขุดได้เพียงสายเดียว คือ คลองสายหลัก ซึ่งเชื่อมกับแม่น้ำเจ้าพระยาที่ตำบลบ้านใหม่ อำเภอเมืองปทุมธานี จังหวัดปทุมธานี ส่วนปลายคลองเชื่อมกับแม่น้ำนครนายกในเขตอำเภอองครักษ์ จังหวัดนครนายก บริษัทได้เริ่มขุดคลองนี้เมื่อวันที่ 4 มีนาคม พ.ศ. 2433 แล้วเสร็จใน พ.ศ. 2440 รวมระยะเวลาขุดประมาณ 7 ปี คลองดังกล่าวกว้าง 8 วา (16 เมตร) ลึก 5 ศอก (3 เมตร) ยาวประมาณ 1,400 เส้น (56 กิโลเมตร) ในระยะแรกชาวบ้านเรียกคลองนี้ว่า “คลองเจ้าสาย” ตามพระนามพระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าสายสนิทวงศ์ หรือเรียกกันว่า “คลองแปดวา” ตามความกว้างของคลอง แต่ภายหลังพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ พระราชทานนามคลองนี้ว่า “รังสิตประยูรศักดิ์” เพื่อเฉลิมพระเกียรติพระเจ้าลูกเธอ พระองค์เจ้ารังสิตประยูรศักดิ์ (ต้นราชสกุล รังสิต) พระราชโอรสที่ประสูติแต่เจ้าจอมมารดาหม่อมราชวงศ์เนื่อง สนิทวงศ์ พระธิดาในพระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าสายสนิทวงศ์ ด้วยเหตุนี้ในเวลาต่อมาจึงเรียกชื่อโครงการพัฒนาที่ดินบริเวณนี้ว่า โครงการรังสิต และเรียกบริเวณที่คลองนี้ไหลผ่านว่า ทุ่งรังสิต

ต่อมาใน พ.ศ. 2435 บริษัทขุดคลองแลคูนาสยามได้ยื่นหนังสือขออนุญาตขุดคลองอีกครั้ง แต่ยังไม่ได้รับอนุญาต เนื่องจากนายโยคิม แกรซี ผู้ถือหุ้นรายหนึ่งของบริษัท เป็นคนในบังคับฝรั่งเศส (ทำงานให้กับรัฐบาลฝรั่งเศส) จึงถือเป็นคนต่างด้าว ภายหลังจากที่นายแกรซีถอนหุ้นออกไปแล้ว ใน พ.ศ. 2436 บริษัทได้ปรับเปลี่ยนแผนการขุดคลองใหม่ เสนอเจ้าพระยาสุรศักดิ์มนตรี (เจิม แสง-ชูโต) เสนาบดีกระทรวงเกษตราธิการในขณะนั้น ซึ่งบริษัทได้รับอนุญาต ให้ขุดคลองแยกจากคลองรังสิตประยูรศักดิ์ฝั่งเหนือและฝั่งใต้ รวมทั้งคลองซอยต่าง ๆ ซึ่งเป็นคลองคูนา ดังนี้

คลองขนาดใหญ่ 2 สาย ขุดตั้งแต่ พ.ศ. 2436 - พ.ศ. 2440 คือ

1. คลองหกวาสายล่าง ขนาดกว้าง 6 วา (12 เมตร) ลึก 5 ศอก (3 เมตร) ยาว 1,527 เส้น 2 วา 2 ศอก (ประมาณ 61 กิโลเมตร)
2. คลองหกวาสายบน ขนาดกว้าง 6 วา (12 เมตร) ลึก 5 ศอก (3 เมตร) ยาว 977 เส้น (ประมาณ 39 กิโลเมตร)

คลองซอยที่แยกจากคลองสายใหญ่ เริ่มขุดตั้งแต่ พ.ศ. 2435 - พ.ศ. 2448 รวมทั้งสิ้น 59 สาย

นอกจากนั้นบริษัทยังได้สร้างประตูระบายน้ำอีก 2 แห่ง สำหรับควบคุมระดับน้ำในคลอง ได้แก่ ประตูน้ำจุฬาลงกรณ์ ที่ต้นคลองรังสิตประยูรศักดิ์ทางทิศตะวันตก และ ประตูน้ำเสาวภา ที่ปลายคลองทางทิศตะวันออก ซึ่งพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ พระราชทานนาม กับได้เสด็จพระราชดำเนินพร้อมด้วยสมเด็จพระนางเจ้าเสาวภาผ่องศรี พระบรมราชเทวี ไปทรงเปิดประตูน้ำทั้ง 2 แห่ง เมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน พ.ศ. 2439 สำหรับประตูระบายน้ำอีกแห่ง สร้างในภายหลังที่ปลายคลองหกวาสายล่าง เรียกกันทั่วไปว่า ประตูน้ำบริษัทสมบูรณ์