1978年，党中央、国务院站在中华民族生存与发展的战略高度，作出了在我国风沙危害和水土流失严重的西北、华北北部、东北西部建设三北防护林体系（简称三北工程，下同）的重大决策，开创了我国生态工程建设的先河。截止2010年（三北1～4期工程），经过工程区广大干部群众的不懈努力，三北工程已累计完成营造林保存面积2647．17万公顷，与1977年相比，森林蓄积量由7．2亿立方米增加到14．4亿立方米，工程区森林覆盖率由5．05％提高到12．40％，累计治理沙化土地27．8万平方千米，控制水土流失面积38．6万平方千米，工程建设取得了举世瞩目的巨大成就。通过前四期工程的持续建设，工程累积效应有效发挥，区域生态状况呈现出整体遏制、局部好转的发展形态趋势，重点治理地区沙化土地面积和沙化程度呈“双降”趋势；局部地区水土流失面积和侵蚀强度呈“双减”趋势；平原农区林网化面积和粮食产量呈“双增”趋势，特色林产业和农民收入呈“双长”趋势。
五期工程（2011～2020年）以来，各地前两年造林作业面积1416521公顷（2013年的造林作业面积数据暂无统计数据）。
35年来，三北地区的广大干部群众以三北工程建设为契机，以实现三北地区生产发展、生活富裕、生态良好为己任，克服重重困难，以一往无前的进取精神和创新实践，谱写了重塑人与自然关系、重整山河的壮丽诗篇，展示了三北地区人民不畏困难的精神和战胜困难的勇气，三北地区面貌、林业面貌、环境面貌发生了历史性变化。
1978年，《国务院批转国家林业总局关于在三北风沙危害和水土流失重点地区建设大型防护林的规划》（国发〔1978〕244号）。精确指出：“我国西北、华北及东北西部，风沙危害和水土流失十分严重，木料、燃料、肥料、饲料俱缺，农业生产低而不稳。大力造林种草，特别是有计划地营造带、片、网相结合的防护林体系，是改变这一地区农牧业生产条件的一项重大战略措施”。这一工程开创了我国大规模生态建设的先河。
1979年，国家林业总局西北华北东北防护林建设局成立，地址设在宁夏银川。同年，国务院批准成立三北防护林建设领导小组，协调解决工程建设重大问题。
1980年，国务院批转三北防护林建设领导小组会议纪要。精确指出：“建设三北防护林体系，是我国一项具有战略意义的重点工程。各有关省区和有关部门，一定要加强领导，大力协作，及时研究解决工作中出现的很多问题，坚持不懈地把这件事办好”。
1986年，三北防护林体系建设二期工程启动。同年，经国务院三北防护林建设领导小组批准，成立京津周围地区绿化领导小组。将京、津、河北省中北部造林绿化作为三北防护林体系的重点建设项目，加大投资力度，加快组织实施。
1988年，林业部组织完成《三北防护林体系建设总体设计》编制工作，规划建设范围有我国西北、华北、东北13个省（自治区、直辖市），总面积406.9万平方公里。规划新增森林植被5.34亿亩，使区域内的森林覆盖率从5.05%提高到14.95%，建设期限为73年，分八期工程进行。同年，为三北防护林体系建设工程题词——“绿色长城”。
1991年，国务院在兰州召开全国治沙工作会议。批准《1991-2000年全国防沙治沙规划要点》，全国防沙治沙工程启动，具体由三北防护林建设局负责组织实施。
1996年，三北防护林体系建设三期工程启动。同年，《林业部关于印发三北地区四大林业生态工程九五实施计划的通知》，明确三北局统筹三北防护林体系建设工程、全国防沙治沙工程、黄河中游防护林工程、辽河流域防护林工程四大生态工程的建设管理工作，承担组织实施的全面责任。
2003年，吉尼斯世界纪录英国总部总裁理查兹为三北防护林建设工程颁发“最大的植树造林工程”纪录证书。
2008年，三北防护林体系建设３０年总结表彰大会在京举行。会议指出，建设三北防护林工程，是惠及当代、荫及子孙、造福人类的历史丰碑，是世界生态建设史上的伟大创举。要坚定不移地将三北工程建设推向前进。
2009年，国务院办公厅发布《关于进一步推进三北防护林体系建设的意见》精确指出，加快三北工程建设意义重大，是贯彻落实科学发展观，建设生态文明的重要举措；是改善三北地区乃至全国生态环境，拓展中华民族生存和发展空间的战略选择。
2012年，国务院在山西朔州召开三北防护林工作会议，三北防护林体系建设五期工程启动。除了继续组织新造林以外，五期工程增加了退化林分修复的建设内容。
建设三北工程是改善生态环境，减少自然灾害，维护生存空间的战略需要。三北地区分布着我国的八大沙漠、四大沙地和广袤的戈壁，总面积达148万平方千米，约占全国风沙化土地面积的85％，形成了东起黑龙江西至新疆的万里风沙线。这一地区风蚀沙埋严重，沙尘暴频繁。从上世纪60年代初到70年代末的近20年间，有667万公顷土地沙漠化，有1300多万公顷农田遭受风沙危害，粮食产量低而不稳，有1000多万公顷草场由于沙化、盐渍化，牧草严重退化，有数以百计的水库变成沙库。据调查，三北地区在上世纪50～60年代，沙漠化土地每年扩展1560平方千米；70～80年代初，沙漠化土地每年扩展2100平方千米。
三北地区大部分地方年降水量不足400毫米，干旱等自然灾害十分严重。三北地区水土流失面积达55.4万平方千米（水蚀面积），黄土高原的水土流失尤为严重，每年每平方千米流失土壤万吨以上，相当于刮去1厘米厚的表土，黄河每年流经三门峡16亿吨泥沙,使黄河下游河床平均每年淤沙4亿立方米，下游部分地段河床高出地面10米，成为地上“悬河”，母亲河成了中华民族的心腹之患。
干旱、风沙危害和水土流失导致的生态灾难，严重制约着三北地区经济和社会的发展，使各族人民一直处在贫穷落后的境地，对中华民族的生存和发展构成严峻挑战。建设三北工程不仅对改善三北地区生态环境起着决定性的作用，而且对改善全国生态环境也有举足轻重的作用。
建设三北工程是实现民族团结，巩固国防，实现各民族共同繁荣的战略需要。三北地区是我国多民族聚居区，聚居着汉、回、蒙、满、尔、哈萨克、鄂伦春、塔吉克等22个民族，总人口1.67亿。
三北地区战略地位突出，有我国重要的国防基地。工程区横跨我国北方半壁河山，同俄罗斯、蒙古等10多个国家接壤，国境线千米。三北地区有许多革命老区，由于生态条件恶劣，经济发展缓慢，群众生活困难。建设三北工程不仅对增强民族团结，实现各民族共同繁荣有着重要意义，而且对维护国家安全，巩固国防建设起着积极的作用。
建设三北工程是促进区域经济发展，加快农民脱贫致富，实现经济社会可持续发展的战略需要。三北地区地域辽阔，光热资源充足，物种资源多样，矿产资源丰富。人均农地、草地均高于全国中等水准，是我国重要的畜牧业基地和极具开发潜力的农业区；已经发现的矿产有170多种，约占全国的70%，其中有多种矿产在全国乃至全世界都占有明显的优势，是我国重要的能源、冶金、重化工基地。
三北地区植被稀少，农村木料、燃料、肥料、饲料俱缺，农业生产低而不稳，农村经济发展缓慢，人民生活水平低下。三北地区恶劣的生态环境严重地制约了区域社会经济发展，影响了农民脱贫致富。建设三北工程不仅对促进当地的经济社会持续健康发展，早日实现农民脱贫致富有很重要的现实意义，而且对促进我们国家的国民经济社会可持续发展具有战略意义。
建设三北工程是改善三北地区生态环境、解决生态灾难的根本措施。三北地区在农田保护、水土保持、防风固沙等方面做了广泛的探索，积累了一定的经验，不少地方取得了较好的效果。工程建设前，三北风沙区造林保存面积达187万公顷，黄土高原水土流失区造林保存面积达140万公顷，为大规模进行沙害、水患治理积累了经验。实践证明“治水之本在于治山，治山之要在于兴林”是符合客观规律的，植树种草是解决生态灾难的根本措施，生态灾难只能用改善生态的办法来治理。
根据总体设计，三北工程建设范围西起新疆尔自治区的乌孜别里山口，东至黑龙江省宾县，东西长4480千米，南北宽560～1460千米。包括新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、内蒙古、山西、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江13个省（自治区、直辖市）的551个县（旗、市、区），建设总面积406.9万平方千米，占我国陆地总面积的42.4%。
编制三北四期工程规划过程中，依照国家整合六大林业重点生态工程、启动京津风沙源治理工程的需要，从三北工程总体规划范围中划出86个县纳入京津风沙源治理工程、沿海防护林工程、太行山绿化工程的建设范围，将东北三省的98个县纳入三北四期工程范围。加上行政区划调整和其它省区的微调，调整后的建设范围为600个县(旗、市、区)。
在编制三北五期工程规划过程中，为体现三北防护林体系建设的完整性，实现统一规划和管理，进一步对工程布局进行了调整，将京津风沙源治理工程的建设范围整体回归三北防护林体系建设，加上行政区划调整和其它省区的微调，调整后的建设范围为725个县(旗、市、区)。
（1）造林任务：73年规划期共规划造林面积为3508.3万公顷，其中人工造林面积为2559.4万公顷，占规划造林总面积的72.9%；机械造林77.7万公顷，占规划造林总面积2.2%；飞播造林111.4万公顷，占规划造林总面积3.2%；封山育林759.8万公顷，占规划造林总面积21.7%。四旁植树52.4亿株。
（2）森林经营：内容最重要的包含幼、中、成林抚育，森林保护，低产林改造，更新采伐等，建设期森林经营总任务量为13171万公顷，总出材量32850万立方米，其中幼、中、成林抚育3338万公顷，出材量为6832万立方米；更新采伐629万公顷，出材量25446万立方米，低产林改造197万公顷，出材量572万立方米，森林保护面积9007万公顷。
（3）商品林基地建设：发展商品生产，是促进体系建设，增强自我积累能力，根据三北地区现有多种经营布局和名、特、优产地资源分布和发展的可能，规划了红枣、山楂、沙棘、山杏、水果、干果、黑豆果、丰产林、沙柳等9大商品林基地。
三北工程建设之初，确定了通过大规模植树造林，使三北地区的风沙危害和水土流失得到治理，从根本上改变三北地区生态面貌，改善人们的生存条件，促进农牧业稳产高产，提高人民生活水平，维护生态安全、国土安全、粮食安全的总体目标。提出了在保护好现有植被的基础上，大力开展植树造林，“建立一个符合三北地区自然和经济规律，高生产力的自然与人工相结合的以木本植物为主体的庞大生物群体”的防护林体系建设思想。同时，确定了“从实际出发，紧密结合群众生产和生活，因地制宜、因害设防、由近及远、先易后难、有重点有阵地的推进；实行防护林、经济林、薪炭林、用材林、四旁植树相结合，网片带相结合，乔灌草相结合，造封管相结合，植苗造林、直播造林、飞播造林、封山育林和多种造林方式相结合”的工程建设基本思路。
遵循这一基本思路，工程建设出现了“三个突破、一个改变”。一是以防护林为主体，多林种相结合，突破了过去在“三北”地区片面强调营造用材林的做法。二是实行网带片相结合，突破了过去单搞林带的旧模式。三是实行乔灌草结合，在降雨量400毫米以下的地区以灌木为主，突破了过去栽树就栽乔木的老框框。四是封山育林和人工造林并重，改变了过去单纯依靠人工造林的思想和做法。
一期工程按照因地制宜、因害设防的根本原则，在农牧交错地带的长城沿线紧密结合基本农田和基本草牧场建设，确定了194个重点建设县，通过实施主体工程和区域工程相结合，将70%的国家专项投资和70%的建设任务安排到这些重点县，重点开展了以营造农田防护林、牧场防护林、重点地区防风固沙林、水土保持林为主体的防护林建设，取得了明显成效。
三北防护林一期工程期间，其主要建设任务是造林533.33万公顷，其中：固沙林带7155千米，造林面积68.73万公顷；农田防护林68.67万公顷；基本草牧场防护林16.93万公顷；水土保持林85万公顷；水土保持薪炭林210万公顷；经济林28.87万公顷。同时，确定祁连山、贺兰山、罗山、六盘山、子午岭、乔山、黄龙山和天山等林区为水源涵养林区。内蒙古潮格旗的天然梭梭林、克什克腾旗的红皮云杉林、科左后旗的大青沟珍贵阔叶林、新疆塔里木河中游的胡杨林为自然保护区。
三北防护林一期工程建设目标是：万里风沙线万公顷基本草牧场将得到保护，粮食和牧草产量将明显提高；水土流失严重的115个县森林覆盖率由5%提高到18%，水土保持作用明显，抗御自然灾害的能力增强，木料、燃料、饲料、肥料俱缺的状况得到缓解，促进这一地区的农牧业生产和人民生活的改善。
一期工程七年，各地造林作业面积10109800公顷。实际保存面积5347200公顷。其中人工造林4591160公顷，封山育林718347公顷，飞播造林37693公顷。
二期工程，随着经济体制的改革与深化，为进一步调动群众投身工程建设的积极性与主动性，工程建设提出了建设生态经济型防护林体系的指导思想，即以生态效益为主，生态、经济、社会效益有机结合，使生态治理与经济发展相协调，生态建设与群众脱贫致富相统一，改变单一生态型防护林建设模式，做到农林牧、土水林、带片网、乔灌草、多林种、多树种、林工商七个结合，使防护林体系达到结构稳定、功能完善，生态、经济、社会效益有机结合，增强工程建设的持续发展能力。
二期工程在巩固完善已有农田防护林体系建设的同时，重点安排跨越西北东部和内蒙古中部三省区的毛乌素沙地防风固沙林工程、跨越内蒙古东部和辽宁吉林西部三省区的科尔沁沙地防风固沙工程，跨越华北和西北六省区的京包--包兰铁路两侧的防护林工程，首都周围两市三地绿化工程，跨越西北、华北四省区的青少年黄河护岸林工程等五个重点工程，并在重点平原区开展了高标准农田防护林体系建设、主要风沙区防沙治沙示范区建设和重点水土流失区生物措施与工程措施相结合的水源涵养林和水土保持林建设。1989年又将山西昕水河流域6县和陕西永寿县、内蒙古科左中旗、甘肃省景泰、古浪县等确定为生态经济型防护林示范区，把防护林建设和区域经济发展、农民脱贫致富有效结合起来，有力地促进了三北地区生态经济兼用林的发展，带动了群众脱贫致富和区域经济发展。
三北防护林二期工程期间，根据在继续巩固一期成果的基础上，坚持以保护和发展植被、改善生态环境为最大的目的，同时格外的注意经济效益，在主攻方向的确定上，林种、树种的布局上，既要考虑防护作用，又要注意市场需要，做到“以短养长，长短结合”，由生产型转向生产经营型，力争少投入、多产出、早产出，增强防护林建设内部的经济活力的要求，规划的建设任务是人工造林637万公顷；封山封沙育林育草155万公顷；飞机播种17万公顷。与此同时，还要管好现有林3200多万公顷，抚育幼林398万公顷，防治林木病虫害368万公顷，重点搞好142万公顷森林的护林防火。
三北防护林二期工程建设目标是：在保护好现有森林植被，巩固提高一期工程造林成果的基础上，接着来进行人工造林、飞机播种、封山封沙育林育草，扩大森林植被，力争到二期末有五十个县（旗）实现绿化，建成一批带、网、片有机结合，农、林、牧比例协调的区域性防护林体系，三北地区的森林覆盖率由现在的5.9%提高到7.7%，进一步减轻风沙危害和水土流失，林业产值和收入有较大幅度的增长。
二期工程十年，各地造林作业面积14842164公顷。实际保存面积10776235公顷。其中人工造林7266884公顷，封山育林3054423公顷，飞播造林454928公顷。
三期工程，为充分的发挥防护林体系的效益，推进防护林建设由点向面展开，从三北地区的实际出发，按照先易后难，先急后缓，由近及远，突出重点的方针，在三北农牧业生产迫切地需要、自然条件较好的地区，选定一批党政领导重视、基础工作扎实的县旗，进行重点扶持，有计划、有步骤地建成一批区域性防护林体系。提出到2000年，在东北西部和内蒙古东部、京津和河北北部、黄土高原、毛乌素沙地、新疆绿洲等地建成一批规模不等的区域性防护林体系。根据三北防护林体系建设省级标准和三北防护林体系建设县级标准，经检查，辽宁、吉林、黑龙江、北京、天津五省市和西部八省73县基本建成县级防护林体系雏形。
三期工程在巩固已有建设成果的基础上，又提出率先在东北三省和京津两市以及西部八省73个县建设区域性防护林体系的奋斗目标，把建设以农田防护林为主的区域性防护林体系作为工程建设的重中之重，在计划资金上优先予以保证，在科技推广上重点给予支持，在政策措施上优先予以扶持。目前，东北三省和京津两市许多地区都建成了跨流域、跨省区、跨山系、集中连片、规模浩大、布局合理的大型区域性防护林体系。
三北防护林三期工程期间，按照全面启动，重点突破，由东向西全面梯次推进的要求。规划造林任务量为4000750公顷，年平均任务量为800150公顷。其中人工造林2557366公顷，飞机播种造林287439公顷，封山（沙）育林1155945公顷，四旁植树149124万株。按林种分，其中防护林面积2759568公顷，占总规划面积的68.98%；，用材林面积422281公顷，占总规划面积的10.55%；经济林面积595902公顷，占总规划面积的14.89%；薪炭林面积为189851公顷，占总规划面积的4.75%；特用林面积为33148公顷，占总规划面积的0.83%。同时，2000年前全面建成辽、吉、黑、京、津五省（市）省级防护林体系；在一、二期工程建设的基础上集中资金、重点突破，建成毛乌素沙地、河西走廊、京、津周围地区绿化工程和京包—包兰铁路两侧南口—巴彦高勒段防护林体系及以樟子松为主的三松造林工程等五项工程；与此同时在陕、甘、宁、青、新、晋、冀、内蒙古八省、区建成73个县级防护林体系。
三北防护林三期工程建设目标是：三北地区的森林覆盖率将提高到10%以上，约有2670万公顷农田受到林网的保护，70%的农田实现林网化，年增产粮食1300多万吨；使2000万顷草场得到保护，增产牧草750万吨；使25万平方千米的水土流失面积得到治理，占应治理面积的50%以上；使 10 万平方千米的沙漠化土地得到治理；到本世纪末，在东北西部和内蒙古东部、京津和河北东北部、黄土高原、毛乌素沙地、新疆绿洲等地区将分别建成一批不一样的等级的区域性防护林体系，有30%左右的县实现三北防护林体系总体设计确定的建设目标；使三北地区的环境质量得到很大改善，人口容量显著增加，为下个世纪中西部地区的开发建设奠定坚实基础。
三期工程五年，各地造林作业面积9584925公顷。实际保存面积5913773公顷。其中人工造林3527990公顷，封山育林1996719公顷，飞播造林389064公顷。
四期工程，在坚持生态经济型防护林体系建设的指导思想下，为进一步提升工程建设的质量和效益，把质量管理的理念贯穿于工程建设之中，推进工程建设初步实现“两个转变”。一是质量概念的转变, 从过去注重成活成林、面积数量，转向注重生态、经济、社会三大效益的综合发挥，实现生态效益最佳、经济和社会效益最优。二是管理模式的转变，各级政府和林业主管部门在工程建设中，找准位置，科学定位，转变职能，把着力点放在研究政策、制定规则、创造公平竞争环境、搞好服务上，把侧重点放在调整管理模式、推行先进的管理方法上，实现了行政推动与政策调动相结合，政府决策与建设者自主决策相结合，计划管理与市场调节相结合。在工程建设中切实把适地适树、造林任务、造林方式、树种配置、管护措施等落实到了山头地块。
近几年，根据中央关于建设社会主义新农村的战略部署，在工程建设中提出了“建设一个亮点、统筹三大区域”的工程建设思路，开展了新农村试点、农防林更新改造和重点农区、重点沙区和水土流失区的高标准防护林建设。
四期工程依照国家批复三北工程建设以防沙治沙为重点的基础要求，在工程建设中又把科尔沁、毛乌素、呼伦贝尔、河西走廊、新疆绿洲外围等作为工程建设的重点，将国家下达投资和安排建设任务的70%以上用于防沙治沙，新治理沙化土地32.68万公顷。据第三次全国荒漠化和沙化监测表明，从1999年到2004年的5年间，陕西、甘肃、宁夏、新疆、内蒙古等省区，荒漠化和沙化土地分别减少了40925平方千米和7921平方千米，其中内蒙古通辽和鄂尔多斯、宁夏盐池、陕西榆林等重点治理区域沙化土地实现了逆转。
三北防护林四期工程是在管护好现有森林资源的基础上，因地制宜地采取造、封、飞三种造林方式，大力植树种草，扩大和恢复森林植被，防止沙漠化，减少水土流失，优化生态环境，并根据不一样区治理的需要分别营造农田牧场防护林、防风固沙林、水土保持林和水源涵养林等，建设结构符合常理、稳定高效的防护林体系。按林种规划。规划950.0万公顷防护林中，农田防护林面积111.0万公顷，占防护林面积的11.7％ ；水源涵养林面积180.7万公顷，占19.0％；防风固沙林面积260.0万公顷，占27.4％；水土保持林面积325.0万公顷，占34.2％；牧场防护林15.5万公顷，占防护林面积的1.6％；其它防护林面积57.4万公顷，占防护林面积的6.0％；按造林方式规划。人工造林的面积630.2万公顷，占规划造林总任务的66.3％，封山（沙）育林面积为193.7万公顷，占规划造林总任务量的20.4％，飞播造林面积为126.1万公顷，占规划造林总任务的13.3％。按造林树种规划。乔木树种规划面积占造林总任务的60％，其中针叶树规划面积占乔木的35％左右，占规划造林总任务量的20％左右；灌木树种规划，占规划造林总任务量的40％，其中沙棘为主的经济灌木占灌木树种造林面积的50％左右，成为混交造林灌木树种的优选树种，其它一般灌木面积占50％。
三北防护林四期工程建设目标是：到2010年，工程建设区内的森林覆盖率净增1.84个百分点，建成一批比较完备的区域性防护林体系，初步遏止了三北地区生态恶化的趋势。在沙区，力争用十年左右时间，使40%的沙化土地得到初步治理，使风沙危害程度和沙尘暴发生频率大大降低。毛乌素、科尔沁、呼伦贝尔三大沙地基本得到治理，生态环境有较大改善。在水土流失区，使50%以上的水土流失面积得到基本治理，治理区的土壤侵蚀模数下降30%以上，流入黄河的泥沙量明显减少。在平原农区，以现有农田防护林为基本框架，建成多林种、多树种、网带片相结合的高标准农田防护林体系。
四期工程十年，各地造林作业面积6980393公顷。实际保存面积4434463公顷。其中人工造林3232377公顷，封山育林1194246公顷，飞播造林7840公顷。
五期工程深入贯彻落实科学发展观，遵循自然规律、经济规律和社会持续健康发展规律，以造林为重点，以生态修复为核心，以防风固沙为主要任务，以基地建设为抓手，大力推进科技、机制、管理和政策创新，促进工程建设由数量型向数量质量并重、由分散治理向规模治理、由单一造林向造林和经营并重、由人工措施为主向人工措施和自然修复相结合转变，逐步形成稳定的防护林体系，努力构筑北方绿色生态屏障，为建设生态文明，促进绿色增长作出贡献。
五期工程的建设重点是，依据《国务院办公厅关于进一步推进三北防护林体系建设的意见》，将三北五期工程区划为东北华北平原农区、风沙区、黄土高原丘陵沟壑区和西北荒漠区4个建设区域，根据不一样的区域功能定位，规划建设“四大防护林体系”，即，东北华北平原农区构建高效农业防护林体系，风沙区构建乔灌草相结合的防风固沙防护林体系，黄土高原丘陵沟壑区构建生态经济型防护林体系，西北荒漠区构建以沙生灌木为主的荒漠绿洲防护林体系。
按照突出重点，规模治理的建设思路，在四大建设区域的框架内，针对国家发展的策略区、经济发展活跃区、关系国计民生重点区的生态需求，进一步区划18个重点治理区，重点进行农田防护林、防风固沙林、水土保持林、水源涵养林建设。在此基础上规划32个百万亩防护林基地，涉及11个省（区）及新疆建设兵团。在基地建设中，以营造混交林为主。在树种选择上，最大限度地考虑建设区域的立地条件和水资源状况，尽可能乔灌草结合，做到适地适树。
五期工程仍以增加和恢复森林植被为主要任务，建设内容以工程造林为主，兼顾三十二年来林分出现的质量上的问题，适度开展退化林分修复。本期规划确定工程造林总面积1647.3万公顷。其中，人工造林769.2万公顷，占46.7%；封山育林782.0万公顷，占47.5%；飞播造林96.1万公顷，占5.8%。同时，为巩固以往造林成果，提高林分质量，五期工程规划退化林分修复总任务193.6万公顷。
五期工程的建设目标是：到2020年，五期工程规划任务完成后，将在三北地区新增森林面积988.4万公顷，为工程区森林覆盖率贡献2.27个百分点，50%以上可治理沙化土地面积得到初步治理，60%以上的退化林分得到一定效果修复，70%以上水土流失面积得到一定效果控制;80%以上的农田实现林网化。
五期工程十年，刚刚进行三年，各地前两年造林作业面积1416521公顷（2013年的数据暂无统计）。其中人工造林814514公顷，封山育林595341公顷，飞播造林6666公顷。保存面积有待达到规定年限后检查。
三北防护林体系建设1978～2010年累计完成投资7158272万元，其中群众投工投劳折资金4693813万元，国家投资2052840万元，个体等社会投资411619万元。
国家投资中，中央投资990969万元，地方配套1061871万元。在三北防护林体系工程中，扣除群众投工投劳，一期工程投资36625万元，二期工程投资198940万元，三期工程投资491125万元，四期工程投资1737769万元。累计无偿投工480160万工日，折合资金4693813万元。
在总投资中，群众投工投劳占65.57%，个体等社会投资占5.75%，中央投资占13.84%，地方配套占14.83%。群众无偿投工投劳对完成三北防护林体系建设占主导地位，起到了决定的作用。群众投工投劳主要是来自长期以来我们的祖国实行的“两工”制度，在“两工”制度取消以后，群众投工投劳投入难度加大，投入结构出现重大转变。三北1～4期工程期间，群众无偿投工投劳占比分别为96.14%，90.79%，75.61%，14.64%。
五期工程前两年累计完成投资647303万元，其中群众投工投劳折资金102484万元，国家投资419043万元，个体等社会投资125776万元。群众投工投劳占15.83%，个体等社会投资占19.43%、国家投资占64.74%。五期工程前两年群众投工投劳有所回升，主要是集体林权制度改革的促进作用。
三北工程1978-2010年规划中央总投资2800054万元，实际完成中央总投资990969 万元，为规划中央投资的35.39%。其中一期为规划中央投资的28.81%，二期为90.26%，三期为62.43%，四期工程为32.91%。中央规划投资到位情况见下图：
一期工程实施时逢我国正处于改革开放之初，中央财政很难，依据工程建设需要，规划投资100453万元，全部为中央投资。改革开放初期，百废待兴，国家投资非常紧张，实际完成总投资36625万元，投资到位率为36.46%，中央专项投资到位率为28.81%。
二期工程，依据工程建设需要和物价上涨水平，规划投资243454万元，全部为国家投资。其中参考一期工程中央投资水平，规划中央投资70000万元，占总投资的29%。二期工程建设期间，随国家和地方财政状况的不断好转，投资逐年增加，投资到位率为81.72%，中央专项投资到位率为90.26%。
三期工程规划投资481929万元。其中中央专项投资113661万元。工程建设期间，国家对生态环境建设日益重视，地方财力逐渐增强，三北工程的投资也逐年增加。完成总投资为规划的101.91%，中央专项投资到位率为62.43%。
四期工程规划投资3541240万元，其中中央专项投资2515940万元。规划投资额较前三期增幅较大，这主要是由于我们国家的经济发展水平、物价用工上涨以及国家对生态建设的投入增加等因素决定的。完成总投资为规划的49.07%，中央专项投资到位率32.91%。这还在于国家相继启动了天然林资源保护工程、退耕还林工程，在三北地区中央安排了大量森林资源管护和种苗基础设施建设等投资，四期工程规划中这方面的中央投资没有安排。这些工程的启动，加大了整个三北地区投资力度，加快了三北地区造林绿化进程。
三北工程1978-2010年累计投资和群众无偿投劳折子合计为7158272万元。按照造林保存面积计算，建设成本为2704.13元/公顷。其中，一期工程为1776.61元/公顷，二期工程为2003.41元/公顷，三期工程为3404.70元/公顷，四期工程为4591.09元/公顷。
五期工程前两年投资和群众无偿投劳折子合计为647303万元。按保存面积计算的成本有待将来核算。目前按作业面积计算的成本为4569.67元/公顷。
三北工程1978-2010年规划造林平均投资标准1143.61元/公顷，按照实际保存面积计算，实际投入标准为930.98元/公顷，中央投入补助标准为374.35元/公顷（每亩24.96元）。其中：一期规划投资标准为169.3元/公顷，实际投入标准为68.49元/公顷，中央投入补助标准为54.13元/公顷（每亩3.61元）；二期规划投资标准为301.2元/公顷，实际投入标准为184.61元/公顷，中央投资补助标准为58.63元/公顷（3.91元每亩）；三期规划投资标准为1204.6元/公顷，实际投入标准为830.47元/公顷，中央投资补助标准为119.99元/公顷（每亩8元）；四期规划投资标准为2443.14元/公顷，实际投入标准为3918.78元/公顷，中央投资补助标准为1866.93元/公顷（每亩124.46元）。
五期工程规划造林平均投资标准为4718.33元/公顷，按实际保存面积计算的补助标准有待将来核算。目前按作业面积计算的投入标准为3846.18元/公顷。
三北工程建设1978-2010年群众无偿投工投劳累计480160万工日（工日数仅统计前三期工程，四期工程统计时直接折资），折合资金4693813万元。其中一期投工投劳折资913363.5万元，二期投工投劳折资1959977.95万元，三期投工投劳折资1522338.98万元，四期投工投劳折资298132.46万元。五期工程前两年投工投劳折资102484万元。年均投工投劳折资趋势变化分析见下图：
一期、二期、三期工程期间，群众年均投工投劳折资呈上涨的趋势，四期工程呈明显减少趋势，五期工程有所回升。前三期上升的根本原因是长期以来我们的祖国实行的“两工”制度。本世纪以来，随着我们国家工业化加快，农村劳动力逐渐向城镇流动，特别是“两工”制度取消后，组织群众无偿投工投劳难度加大。随着集体林权制度改革的深入，对群众投工投劳产生了新的吸引力。五期工程又有所回升。
国务院三北防护林建设领导小组，研究确定工程建设的重大事项。工程建设由国家林业局主管。国家林业局西北华北东北防护林建设局（原林业部西北华北东北防护林建设局，简称三北局）具体负责三北工程的规划、计划、督导、检查。三北地区各省、自治区、直辖市在林业主管部门内部成立工程建设专管机构，或固定专管人员，负责本省区工程建设的组织管理工作。工程建设范围内的地、县林业主管部门全权负责工程建设的组织管理工作。各乡镇林业站负责工程的组织实施工作。造林成果验收合格后，按林业行业内部的职责分工进行资源的经营管理。工程建设中先后制定了《三北防护林体系建设技术管理办法》、《三北防护林体系建设规划管理办法》、《三北防护林体系建设资金管理办法》等11项管理办法，使三北工程建设从种苗准备到检查验收全过程的每一个环节管理都有章可循，形成了一套较为完善的管理体系和组织实施措施，推进了工程建设组织管理逐步走上制度化、规范化的轨道。
随着改革的深入和工程建设的发展，在计划管理中不断引入新的机制，加强计划的实效性和严肃性。一是引入竞争机制，积极推行招标制。对一些重点建设项目公开对外招标，专家评议，民主决策，择优扶持。对竞标的工程建设项目从建设规划，组织技术措施，配套资金落实，领导重视程度等方面做评议打分，择优安排，提高了工程投资效益和建设成效。二是资本预算与任务挂钩，推行合同制管理。在工程建设中，层层签定建设任务合同书，明确项目规模、内容、质量、建设期限及职责，根据任务完成情况兑现国家补助资金，并进行奖惩，做到任务、资金和责任三落实。三是加强计划的严肃性，推行检查通报制。对计划执行落实情况定期或不定时进行检查，并将检查结果及时通报，同时将其结果作为下年安排计划的依据，确保计划任务落实到山头地块。
三北工程建设的中央专项资金管理措施为：一是专款、专帐、专用，单独管理。二是一般补助同准报帐制相结合。对大部分地区按建设任务下达年度补助费；对重点项目，根据责任状先预拨70%的专项资金，于年底检查验收合格后，再拨付剩余部分。三是实行“以奖代投”，从工程建设中拿出部分资金对建设成绩显著的地、县进行“以奖代投”。四是加强资金使用的监督，定期对三北工程专项资金的管理和使用情况进行全方位检查，发现问题及时纠正。五是实行资金使用和流向的审计制度。对三北专项资金进行严格的财务审计，杜绝挤占、挪用、改变投向等现象，确保国家投资的效益。
工程建设实行全面质量管理。一是实行技术承包制，对造林各环节由各级林业主管部门的工程技术人员进行现场指导和技术把关，实行技术承包，做到责、权、利相结合。二是实行质量检查验收制度，对造林质量层层坚持年度检查、中期评估、竣工验收和县上自查、省上抽查、国家林业局核查的检查验收制度。三是进行质量跟踪，实行全过程管理。各级工程管理部门对工程建设实行质量跟踪管理，定期进行多方位的质量评估。四是建立重点项目通报制度。将重点项目检查验收的结果进行通报，有效地促进了造林质量的不断提高。
三北工程建设自始自终把依靠科技进步，强化工程管理，作为提高工程建设质量和效益的根本措施。
一是实行“四位一体”促成果转化的运行机制，大力推广先进适用技术和科研成果，提高造林质量。80年代，从三北地区干旱少雨的实际出发，为了突破工程建设造林成活率低、保存率低的技术瓶颈，重点在单项技术上实现突破。推广应用了容器育苗技术、钻孔深栽技术、开沟深栽旱作林业技术、汇集径流抗旱造林技术等为主的系列抗旱造林技术，使造林成活率提高了23%。同时，在飞机播种造林上推广应用了选择飞机播种时机、种子大粒化等技术，突破了年降雨量200毫米以下不宜飞播的“禁区”。
二是从工程建设中划出10%的资金用于科技推广，实行计划单列、项目单批、资金单下、专款专用。从2004年开始，国家又专门从工程建设中央政府投资中每年拿出500万元科技推广经费，有针对性的选择技术成熟、推广价值高、示范带动作用明显的关键技术进行推广和应用，有力地促进了工程建设。
三是按不同地域类型区，组装配套造林、营林、经营等综合技术措施，建设科技试验示范区，探索总结治理模式，发挥示范辐射作用。按照防沙治沙、水土保持和农田防护林建设的要求，总结推广应用了100多种造林模式。并按照功能布局需要，在三北地区推广了生态防护型、生态经济型、生态景观型防护林建设。
四是加强林业科技推广体系建设，充分发挥工程区科研院所、科技推广站和乡镇林业站的职能作用，加强技术推广和指导，提高造林质量。
五是建立激励机制，设立“三北工程科技推广奖”，调动科技人员参与工程建设的积极性。先后推广了深受农民欢迎的先进适用技术1200多项，推广面积达到300多万公顷，大幅度地增加了科技含量，提高了工程质量，造林保存率由过去的60%提高到85%以上。
六是通过开展科技推广年活动，编写技术推广指南，召开技术推广会，组织技术考察等，普及林业科技知识，增强科技意识。
八是广泛开展多形式、多内容、多层次的技术培训，提高工程技术人员和广大林农的科技水平。
九是制定工程建设的各项技术标准和规程，强化工程建设全过程的管理，提高工程质量和建设成效。同时为了不断提高工程建设的质量与成效，在工程建设中也逐步探索建立质量标准化体系和质量管理体系，切实把造林规划设计，种苗质量、造林任务、造林方式、树种配置、林种配置、管护措施等具体落实到地山头地块，切实按照工程建设规划进行作业设计，按照作业设计组织施工，按技术标准进行全方位检查验收，按效益进行考核。
三北工程是伴随我国改革开放而启动建设的一项大型林业生态工程，30年来,工程建设始终禀承改善中国北方生态环境，缔造绿色家园，造福全人类的一贯宗旨，从建设一开始就受到了国内外的广泛关注、重视与支持。特别是进入二十世纪九十年代以来，生态环境保护与生态建设呈现出前所未有的全球化发展形态趋势，保护和改善生态环境成为国际政治、经济和社会广泛关注的焦点和热点，三北工程的国际地位日益提升，影响力慢慢地加强，国际间的交流与合作日臻活跃。
30年来，根据不同阶段的社会经济发展状况，工程建设始终以改革为动力，始终把创新作为促进工程建设又好又快发展的根本动力，不断适应经济体制、投资体制和财政管理体制改革与完善的需要，切实调整、改革和完善工程建设的管理体制、营造林机制和投资模式，努力创造有利于工程建设良性发展的经济政策环境，促进了工程建设的顺利实施。
截止2006年底，三北地区有德国、日本、美国、意大利等25个国家和全球环境基金、世界银行、联合国粮农组织、开发设计署等10多个国际组织和社会团体援助的林业或者以林业为主体的项目58项，援助资金超过16亿元人民币，援助领域涉及防治荒漠化、湿地恢复与重建、治理水土流失、树木育种与改良、机械化造林、森林病虫害防治、林业产业开发、科技推广体系建设、森林资源监测管理和信息系统建设等方面，三北13个省、自治区、直辖市都有分布。
中国三北地区造林、林业研究、规划与开发项目（简称“中国三北 009项目”）。
该项目建设期为1990—2002年，项目建设区位于三北防护林体系工程东北部的科尔沁沙地，建设区包括内蒙古奈曼旗、辽宁彰武县、凌海市（仅执行一期工程）和吉林通榆县。
“该项目是德国政府援助我国的一项林业技术合作项目，项目执行期为六年（1999年12月～2005年11月）。项目以三北局监测中心建设为重点，在三北工程建设区的东北、华北、西北各选择一个省、县作为试点。建成一个功能完备的三北防护林工程监测管理信息系统，以满足工程建设管理、监控、监理、评价、方案（计划）的制定和优化等信息化的需要。
该项目是粮农组织援助我国的一项技术合作项目，项目从2003年4月开始，到2005年8月结束，项目试验示范点在内蒙古临河市和宁夏青铜峡市境内。项目成果及影响：
2储备了丰富的技术方法和理论依照，是三北工程今后深入开展杨树天牛控制工作的重要参考是依据。