Ападно-Сибирская равнина богата реками, озерами, болотами, в размещении которых по территории четко прослеживается зависимость от рельефа и от зонального соотношения тепла и влаги. Наибольшая густота речной сети в тундре и тайге, незначительная в зоне лесостепей и степей.
Крупнейшие реки: Объ с Иртышем (в России занимает первое место по длине и площади бассейна) , Надым, Пур, Таз, Тобол. Реки текут медленно, не спеша.
Среди многочисленных озер преобладают ледниковые и старичные. Мелкие озера разбросаны повсюду на этой плоскости, лишенной хорошего стока.
Кроме озер на территории Западно-Сибирской равнины расположены огромное количество болот, по числу которых Западная Сибирь является мировым рекордсменом: нигде в мире нет больше такой заболоченной территории с площадью 800 тыс. кв. км. Средняя заболоченность равнины 30 %, а в отдельных районах до 80%. Классическим примером является Васюганье - географическая область, лежащая в междуречье Оби и Иртыша (S=53 тыс. кв. км. ) - самое крупное в мире болото. На нем смогли бы разместиться Москва и Московская область. (S=47 тыс. кв. км.) . Болота хранят огромные пока неиспользуемые торфяные богатства.
