Durante il regno di Cosimo I de’ Medici, in risposta all’esigenza di collegare il nuovo porto di Livorno con la capitale Firenze per via fluviale, fu realizzato il canale fra la porta a Mare di Pisa e la Fortezza Vecchia di Livorno. Progettato appunto nel 1541, nel 1563 dalla Porta a Mare a Pisa arrivava in prossimità di San Piero a Grado e negli anni 1574-75 fu completato il suo tracciato piegando verso sud fino a Livorno ove sfociava presso la Fortezza Vecchia.
La sua escavazione costò solo 5.000 scudi. Fu aperto al traffico fluviale nel 1603; aveva una lunghezza di circa 22 km, 18 m di larghezza ed una profondità di 1,50 m.
Tutt’oggi il canale dei Navicelli risulta navigabile. La fruizione del percorso d’acqua rende il fiume Arno sempre più fruibile e vivibile, dal punto di vista sportivo, naturalistico e turistico. Percorrendo il canale su barca è possibile ammirare il panorama naturalistico offertoci dal territorio circostante il Canale, in continuità con la variegata gamma faunistica e vegetale presente nel Parco di Migliarino S. Rossore.
Adiacente al Canale dei navicelli è presente un percorso ciclabile che ha una lunghezza di 16 Km. Il tracciato segue integralmente il Canale dei Navicelli ed è completamente pianeggiante, con un tratto iniziale su strada asfaltata per poi proseguire su agevole strada bianca. Il percorso inizia dal semaforo posto sull’incrocio della SS1 Aurelia, all’ingresso della città, nei pressi dell’azienda Saint Gobain e prosegue lungo la via Livornese. Dopo circa 300 m, si trova il ponte che oltrepassa il canale, superato il quale, il percorso prosegue lungo la riva destra del corso d’acqua, attraversando, per un buon tratto, campi coltivati. La pista si interrompe temporaneamente all’incirca al 7 Km, di fronte alla base militare americana di Camp Darby, per poi riprendere per un breve tratto la normale strada asfaltata attraversata da auto, proseguendo verso sinistra lungo la recinzione della base militare. In seguito, il percorso attraversa il ponte di Tombolo, oltrepassato il quale si giunge sulla riva sinistra del canale per proseguire nuovamente sulla normale pista ciclabile a fondo bianco. Al termine del tratto di pista che costeggia il perimetro della base americana ricompare il parco naturale che arriva fino al mare. Il percorso termina all’incirca intorno al 15-16 Km, là dove il Canale dei Navicelli si congiunge al Canale Scolmatore. In alcune zone del percorso, come nei pressi dei laghetti, è possibile ammirare una varietà di uccelli, tra i quali, l’airone cenerino e nero, vari passeracei, il martin pescatore e i falchi. Tra i mammiferi presenti nel territorio circostante il canale è possibile avvistare daini, cinghiali e volpi.
Nel 2013, la Pro Loco Livorno si è fatta promotrice di un ulteriore percorso a piedi denominandolo “Via dei Navicelli”. Il percorso parte da Livorno, e precisamente dalla Cripta di San Jacopo in Acquaviva, luogo di pellegrinaggio, per arrivare fino ad Altopascio, intersecandosi con la Via Francigena Europea. La prima parte del percorso avviene in battello, attraverso i canali, nella Livorno più suggestiva.