是请求到外地任职，7月被任命為杭州刺史，10月到任。任内有修筑西湖堤防、疏浚六井等政绩。
824年5月，任太子左庶子分司东都，秋天至洛阳，在洛阳履道里购宅。825年，被任命為苏州刺史，5月到任。826年因病去职，后与刘禹锡相伴游览於扬州、楚州一带。
在杭州刺史任内，见杭州有六口古井因年久失修，便主持疏浚六井，以解决杭州人饮水问题。又见西湖淤塞农田乾旱，因此修堤蓄积湖水，以利灌溉，舒缓旱灾所造成的危害，并作《钱塘湖石记》，将治理湖水的政策、方式与注意事项，刻石置於湖边，供后人知晓，对后来杭州的治理湖水有很大的影响。
离任前，白居易将一笔官俸留在州库之中作為基金，以供后来治理杭州的官员公务上的周转，事后再补回原数。当这笔基金一直运作到黄巢之乱时，当黄巢抵达杭州，文书多焚烧散失，这笔基金才不知去向。
现在西湖有白堤，两岸栽种有杨柳，后世误传这即是白居易所修筑的堤，而称之為白公堤。事实上这道「白堤」在白居易来杭州之前已存在，当时称為「白沙堤」，且见於白居易的诗作之中。
当白居易在杭州时，元稹亦从宰相转任浙东观察使，浙东、杭州相去并非太