Территорию района пересекают реки, принадлежащие бассейнам Волги (Кама, Вишера, Чусовая, Самара), Оби (Тобол, Исеть, Тура, Тавда) и Урала. Потенциальные гидроэнергоресурсы крупных и средних рек Уральского экономического района исчисляются в 3,3 млн квт, сооружены водохранилища на реке Каме (Воткинское и Камское).
Некоторые приливы рек Уральского экономического района выходят на море Каспий. Но прямых выходов на океан из данной территории не существует.
