县域地跨皖河、菜子湖两个流域。以方冲坳、白岩寨、高峰岭、风吹坳、仰天凸、荷叶淌、叶家尖、父子岭、磙子寨、走马岗、小路口、伏龙岗为分水岭，东北部为菜子湖流域，西南部为皖河流域。主要干流有潜水、皖水、大沙河、长河4条，境内总长度为183.15公里。年迳流量12.22亿立方米。皖河流域在县内面积为1103.84平方公里，其中山区占511.75平方公里，丘陵区335平方公里，圩畈平原区257.09平方公里。菜子湖流域在县内面积为562.79平方公里，其中山区485.68平方公里，丘陵区68.15平方公里，圩畈区8.96平方公里。区内水资源极为丰富。潜水野寨——袁家河段，河底均高出圩区田面1—4米，为沿河两岸提供了天然的灌溉条件。
一、潜水
潜水，亦名“前河”。源于岳西县境内的公界尖和黄毛尖两峰之间的来榜坳(上游原属潜山县境内，1936年划归岳西县域)。全长116公里，境内长56.7公里。河道弯曲度为1.44。牛肩岭——野寨段宽为120—250米，纵波为1‰—5‰，自上而下为岩石、鹅卵石、纯沙河槽。野寨——袁家河段宽为300—500米，纵波为0.4‰—0.5‰。河底全系中细粒沙淤积。下游河底高出圩田，有堤岸防洪。境内上游(牛肩岭——野寨)为山区性河流，中下游(野寨——皖河)为圩畈区河流。
潜水自源头由西向东南流，于牛肩岭入境，经白茆潭、水吼岭、白水湾、吴塘堰出山至县城西，再经鸭池渡、袁家河、崔家仓、双河口、乌子岗入皖河，至长江。
潜水自牛肩岭入境后，在袁家渡有五庙河水注入，白茆潭有黄土鼓石沟水注入，徐家老屋有梅寨水注入，徐畈有左源于后山冲、右源于汪家学堂、汪家井、李家冲等水注入，水吼岭有源于乌岩、和平等割肚河水注入，黄家洲有由朱家河、锡杖河、九山河、朱木港河汇流于黄龛之水注入，合甲岭有青河港水注入，程湾有山西岭水注入，瘦牛岭脚有龙井沟水注入，大河洲有边家岭、驾雾冲等水注入，河沿有新岭水注入，白水湾有黑虎冲水注入，下河口有石龛河水注入，三肩岭脚有九井河水注入，野寨上边有三祖寺水注入，野寨粮站有林家河水注入，袁家河有茅岭河水注入，双河口有王家河水注入。
茅岭河、王家河属潜水下游主要支流。
茅岭河东源于痘姆乡元峰村熊家宕上，经汪岭水库、韩仓河往下；西源于仰天庵，经陈桥往下至徐家下屋，在百合桥上边两源汇流，于金家竹园，再与源于痘姆乡青口、唐冲2水在平定桥汇流，至马家畈有支子涧水注入。再经滚水堰、小渡河至袁家河入潜水。全长24.2公里，宽50—100米，纵波为6.9‰。流域面积84.2平方公里。
王家河东源于牌楼乡仰天庵，西源于牌楼乡红山、高横岭，经王家牌楼、刘家河、地灵桥、鬼哭桥折东沿黄泥圩丘陵山边，至沙里钻、傅山咀、老墈头、谢家塝、竹檀湖口、八字塅、王河街、孙庵竹园、李家湾、马过水、叶家闸于双河口入潜水。全长44.7公里，宽40—150米，纵波为0.33‰。河道弯曲。流域面积235.8平方公里。
二、皖水
皖水，亦名“后河”。源于岳西县境内的黄毛尖和乌牛石大岗。全长99.2公里，境内长55.7公里。鹭鸶河口——乌石堰，河宽为60—250米，河道蜿蜒曲折，坡陡流急，纵波为2‰—10‰。河底岩石裸露。乌石堰以下，河宽为250—600米，纵波为0.5‰—1‰。至陷三斗，河底由鹅卵石和粗砂叠成，以下为粗砂。小市港以下河底均高出田面3米左右。上游(鹭鸶河——乌石堰)属山区性河流，下游为圩畈区河流。
皖水自源头由西北向东南流，由鹭鸶河入境后，经雷公井、毕家滩、龙潭河、杜埠、暗冲，至乌石堰出山入圩，再经余家井、老马驿、界牌石、车轴寺、小市港(旧名小吏港)、油坝，至青山渡出境，入长江。
皖水入境后，在鹭鸶河口有鹭鸶河、逆水畈等水注入，徐家老屋左有五里岗水注入，右有周家岭水注入，横路下有河山寨、放马淌等水注入，阴金家老屋、大湾、下田湾等水注入，阳水竹坪水注入，雷公井有祝家河水注入，陡河口有程家老屋、唐家河等水注入，杨家河有菠萝河水注入，龙潭河有董家河、万涧等水注入，龙湾有龙湾河水注入，张法湾有龙门岩水注入，小港河有下半岭水注入，大港河有乌石畈水注入，杜埠左有谢家河水注入，右有陈家岭水注入，堆棚有蛤蟆石水注入，暗冲有倒龙河水注入，湖田有锣鼓冲水注入，乌石堰有鹭鸶河水注入，余坦有柴阁庙水注入，余井有长春水库、蓟河、骑龙庵等水注入，小市港有梅河水注入。梅河、珠琳河属皖水下游主要支流。
梅河东源于潘铺乡石堰村，西源于野寨乡桃子尖，经夏岩、色树冲水库，至金家畈，绕彰法山西麓至小河沿，再经县城东门口入徐湾，出新口闸、夏家洲于小市港注入皖水。全长21公里，宽为70—150米。纵波为1.39‰。流域面积67.99平方公里。1959年堵截梅河上口，免皖水分洪之患。
珠琳河亦名洙流河。源于三妙乡查冲垴，经徐家酒铺、塘坊岭、古来沟、牛车畈、冉家店，于凤形庄入怀宁境内。再经毛庵、陈家湾、李家嘴、广东桥、龙泉农场于捉生圩下入皖水。全长17.75公里，宽为10—20米。纵波为0.4‰—1‰。境内流域面积为81.5平方公里。
三、大沙河
大沙河，旧名“东河”。一源出自岳西境内的铜安寨，另一源出自岳西县境内的天麻埂。全长77.4公里，境内长52公里。河道弯曲度为1.51。仙姑潭——沙河埠段，河道狭窄，坡陡。河宽为50—60米，纵波为3.3‰—20‰。河底皆裸石，下游逐渐为中细粒砂石淤积。境内上游(仙姑潭——钓鱼寺)属山区性河流，下游(钓鱼寺——永济圩)属圩畈区河流。
大沙河源头出谷后，由西北向东流。自仙姑潭入境，经彭河、倪河、马河、杏花村、大水河、双河口、田墩、下浒山、钓鱼寺、沙河埠，至尖刀嘴分2支，东支(主流)入桐城境内柏年河，西支入桐城境内人行河(又名“万年河”，宽为60—200米，纵波为l‰。涸期断流，汛期分水。河底高出圩田面4—5米)，再由永济圩经乌龟岩汇东支入练潭，至菜子湖，入长江。
大沙河自仙姑潭入境后，在黄家岭脚有罗西河水注入，彭家河有老石岩、大河湾水注入，彭家象形有鱼畈冲水注入，茶园有余岭水注入，绕凌家老屋上下有田家湾、乌岩等水注入，汪家老屋有观音洞水注入，竹林棵有板仓、七湾等水注入，河边有梅树湾水注入，江家老屋有炮石冲水注入，牛昂石有龙山、塔畈河等水注入，小河口有香山尖、横水河等水注入，叶家老屋有亮河岗水注入，大水河有吴家老屋、东冲、西冲等水注入，陆河有黄柏河、叶河、大隐庵等水注入，西河有百丈岩水注入，双河口有源于官庄、栗园、后冲、水贵等水的中嘴河水注入，石马山脚有铜锣尖水注入，五井河口有龙关、五井河水注入，田家圩有钻鱼沟水注入，下浒山有油坊冲水注入，柴庄有蟹子口水注入，永济圩有鲁坦河水注入。
鲁坦河属大沙河下游主要支流。源于槎水乡仰天凸，经金冲水库、油坊街、高峰电站、三倒河、红旗水库、源潭花桥、岩陂堰至永圩，入人行河。全长32.5公里，宽为80—150米。纵波为2.13‰。流域面积125平方公里。红旗水库以上为山区性河流，河底岩石裸露。河宽为10—50米。高峰电站处有天然瀑布40余米。
四、长河
长河，源于岳西县境内的黄茅尖西，环经潜山县境西南隅，由西向南流。是为潜山、怀宁两县界河。全长137.5公里，境内长18.75公里，河宽为300—600米。河道弯曲度为1.25。纵波为0.35‰。河床由中细粒砂石构成。河底大量淤积中细粒泥沙，普遍低于圩内田面，属圩畈平原区河流。黑河口、斗宕河口以下，人工筑有沙堰，可引花凉亭水库尾水，灌溉黄泥、王河、河镇等乡(镇)部分田地。
长河自黄茅尖发源后，由西向东经太湖县境内的花凉亭水库，至黑河口入境，再经黄泥港、母猪山、彭潭渡至乌子岗入皖河，至长江。
黑河属长河中下游的主要支流。它是1960—1965年冬为缓解王家河洪水的压力，人工挖掘的一条河道，始于方家山嘴，全长3.4公里，宽150米。集太湖县境内诸水注入长河，纵波为0.33‰。流域面积217平方公里。