嘉陵江、白龙江由北向南纵贯全境，年均径流量为204.9亿立方米。嘉陵江流长90公里。形成了以嘉陵江为主干、白龙江、清江河、南河为支流的江河水系。全区大小河流20余条,总长400余公里。全区水能资源丰富,水能蕴藏量近 100万千瓦。国家重点工程宝珠寺水电站就在区境内白龙江下游。其中白龙湖水域面积75万平方公里，库容70亿立方米，有岛屿20余个。
一、径流
由降水总量53．7亿立方米产生的地表径流量达27，14亿立方米，多均径流深546毫米，除生产建设和人民 生活总耗水量10934．9万立方米和自然蒸发外，余皆注入嘉陵江，由于降水时空分配不均，其地表径流在年际间和地区间的变化很大。
地表径流在地区分配上与降水分布特点基本一致，雨量大，径流深亦大：西南部竹园经三堆至曾家一带是降雨高值区，多均值1200—1100毫米，缓慢减少，径流深也在这一带最大，其值可达800毫米：西北部大滩、羊模、朝天、金子山等地降水量偏少，为900—1000毫米，系降水低值区，径流深由800毫米减少到350毫米，主产水稻的南部虎跳、卫子、王家一带为少雨区，其值为1000—1100毫米，径流深仅400毫米。形成径流中部多、南北少的分布特点。
地表径流在时间分布上也很不平衡。年际间，丰、平、枯交替明显：偏丰年比均值多247毫米，枯水年比均值少370．8毫米，如1961年降水量多达1808，2毫米(三堆水文站)，而1971年降水最少，仅476．9毫米(羊模东风水文站)，相差1331．3毫米，因而地表径流也相差成倍。地表径流在年内的分布，枯水季节(12—2)月雨量最少，占均年降雨1.4-3.1%，丰水季节（6-9月），占均年降水70%，其余时间地表径流26.9%-28.6％。
地表径流与蒸发量有密切关系。蒸发量是衡量一个地区干湿、旱涝的重要依据。广元多年均蒸发量达1480．2毫米。枯水期(12—2月)，蒸发量224.3毫米，占全年15.1％(1月最小，占全年5.1％)；3—5月蒸发量461.1毫米，占全年31.2％；6月蒸发量最大为185.8毫米，占全年12.6％，其余时间占40.9％。
二、河流
河流均为嘉陵江水系。嘉陵江、白龙江流经境内有清江河、南河、潜溪河、羊模河等27条支流，其中流域面积大于100平方公里的有15条，互成格子状和羽状展布。水力资源，理论蕴藏量103．64万千瓦，水力开发量82．73万千瓦，已开发量5289(千瓦)／92处。
嘉陵江(古称漾水)：东源出陕西省凤县，《水经注广汉水南入嘉陵道为嘉陵水”。在汉代，东流的汉江名汉水，西流的嘉陵江名西汉水，至南北朝时复名嘉陵江，江至陕西宁强县燕子扁入广元县境水池垭，经大滩、朝天、羊模、河西、昭化、卫于、虎跳7区25乡，纵贯全县，在虎跳区香溪乡徐家坪入苍溪县境，流域面积61089平方公里。流长182公里，占嘉陵江全长1119公里的17．6％。江流在县城北大滩入境，从元吉、文安、筹笔、朝天、沙河、蒲家、工农、上西9乡的陡山峡谷中穿过，有潜溪河、安乐河、羊模河等支流入汇。沿江两岸有筹笔驿、清风峡、明月峡、干佛崖、皇泽寺等名胜古迹及古栈道遗迹。县城以南，经嘉陵镇、下西、陵江、盘龙、曲回、昭化、射箭、朝阳、红释、白果、黄龙、丁家、陈江、虎跳、青牛、香溪16乡镇，河谷渐宽，水流量增大，有白龙江、南河、射箭河等支流汇入。年均水位480—480．98米，年均流量100—365立方米／秒，年均径流量60．36亿立方米，年均流速2．05—3。95米／秒，年含沙量0．001—310公斤／立方米，年输沙量1380—5380万吨。终年可通35吨左右木船和机动拖船。沿江有哪吒、龙爪等险滩，木船有时会触礁。流入嘉陵江大于100平方公里流域面积的支流有9条，即：
南河(古称汉寿水)：源于麻柳乡李家坪，即：藁本山南阎王碥，流经鱼河乡为鱼洞河，荣山乡为张坝河，以在县城南注入嘉陵江得名。河道经麻柳，鱼洞、龙王、大石乡和东坝乡，流长57．50公里，流域面积1095．05平方公里，平均坡降13．1％，林草覆盖率21％，年最高水位477．1米，最枯水位468．9米，年均流量15．6立方米／秒。荣山乡以上42．5公里的河段，水流湍急，两岩有上峡、下峡、天星洞、月儿洞、联洞、赵家沟、常家洞、棺木洞、穿洞、土洞、梯子洞、东鱼洞、西鱼洞等。河道出荣山后，即有从旺苍县入境的南西河来汇，折而向西渐开阔，并有赵家沟、泡石沟、龙王沟、柏林等溪沟水注入。
潜溪河；古名潜水，以流入宣河龙门山，潜穿三洞流出得名，又名中子河。流经小安河从铁耙山下来汇，称铁厂河。源头分二支，南支源于陕西宁强县毛坪沟，有响水沟、木光沟、林家沟、立石沟等水注入；北支源于宁强县黄坝驿西沟河蔡林山下，水由双洞流出，有四桥沟、川羊沟、西沟等水注入。两支在七盘关脚下入境，于何家坟汇合后，经转斗、中子、宣河、朝天4乡入嘉陵江，境内流程27公里，流域面积217．6平方公里，林草覆盖率20％。
峡里清边河：源出宁强县竹坝乡赵家河及境内马家乡何家坝和青林乡。三源头汇合经大滩、育林、马家、竹坝乡于大滩乡口注入嘉陵江。境内流程22．8公里，流域面积140，7公里，平均坡降27．6％，林草覆盖率28．8％。1965年已在马家乡建成一座装机10千瓦小水电站。
羊模河(石门子河)：源出甘肃武都县波罗玉，经宁强县广坪区入广元东风乡，经花石、羊模、金台、朝天4乡，于朝天大巴口入嘉陵江。境内流长33公里，流域面积321平方公里，平均坡降9．9％，林草覆盖率22．3％，年均流量14．1立方米／秒，有三叉沟、乔沟、熊家沟、梧桐沟、石板河等溪沟水注入。
安乐河：源于甘肃康县，从宁强县桃树坪入县境陈家乡，经朝天乡金堆村入嘉陵江，境内流程17．2公里，流域面积102平方公里，平均坡降5。4％，林草覆盖率23．6％，有沙溪沟、打锄沟等溪水注入，
鱼洞河(沙河)：源头有二，北支流源于临溪乡余家垭，南支流源于麻柳乡水池垭，两支流于两河口北汇入嘉陵江。流程24公里，流域面积114．3平方公里，平均坡降6.7％，林草覆盖率10．29％。1971年已建成装机200千瓦的两河寺和临溪二处水电站。
射箭河，源于龙潭乡与紫云乡交界的观庙梁西北麓，经黑水塘，在射箭乡注入嘉陵江。流程24公里，流域面积151．4平方公里，林草覆盖率36．2％。有五同沟、板石铺沟、滚水坝沟等溪沟水注入，1975年已建成一座装机12千瓦小水电站。
黑塘沟(黄金沟)：源于梅树乡袁家弯，流经白果、黄龙两乡，在黄金口注入嘉陵江。流程20．4公里，流域面积112平方公里，平均坡降22．3％，林草覆盖率40．6％。
李家河(张家沟)：源于太公乡大树村唐家沟和清水乡姜家沟，经张家乡汇于三叉沟，至虎跳乡野鸡潦入嘉陵江。流程14，7公里，流域面积100。8平方公里，林草覆盖率27.8％。
白龙江(古称植水、羌水、葭萌水)：源出甘肃省舟曲县西北郎木寺，向东南流经碧口、青川县沙州乡，继入广元县水磨乡，经七里、井田、三堆、石龙于曲回乡注入嘉陵江。古代列为嘉陵江西源，因流程较嘉陵江东支长，今人称为嘉陵江正源。境内流长48公里，流域面积4192平方公里，平均水位470．80—471．63米，年均流量222—496立方米／秒，年均径流量101．76亿立方米。年均流速2．36一乙81米／秒，年均水深3，28—10，5米，年含沙量0.001—95，8公斤／立方米，年输沙量372—4050万吨。石龙乡以上，河道陡狭，两岸多悬崖绝壁，飞鹅峡和鲁班峡有古栈道遗迹，石龙乡以下，河道渐宽，两岸有紫兰、翰平、曲回等
平坝，有清江河、平溪河、苍溪河等沟水注入。历史上可通航至碧口，今有小船短航。流入白龙江大于100平方公里流域面积的支流有3条。即：
清江河(古称醒醐水)：又名清水江、黄沙江，以河水常年清澈得名。源出青川县西北海拔3873，1米的大草坪。由凉水乡友谊村入广元境，经七佛、马鹿、竹园、建峰、上寺、下寺、赤化、宝轮、石龙乡，至曲回乡张家坪注入白龙江。境内流长81公里，流域面积581平方公里，年均水位85．33—86．13米，年均流量28．8—84，8立方米／秒，年均径流量10．03亿立方米，年含沙量0．529公斤／立方米，年输沙量129万吨。两岸有观音峡、栽马岩、罐子岩、猫儿峡等奇峰异峡，有响水沟、雁门河、剑溪河、明水洞、吕家沟、邓家沟、四合子等溪沟入汇。终年有10吨左右木船短航。
平溪河：源于青川县红星乡西北，在青坪乡大石门流入平溪乡后，注入白龙江。境内流长12公里，流域面积133.5(境内71.5)平方公里，林草覆盖率34.9％，有岳家沟、老林沟、杨家沟等溪沟水注入。
苍溪河：源于青川县茶坝乡，流入境内罗家乡后经范家、井田两乡，至石龙乡注入白龙江。流长3Q公里，流域面积113平方公里，平均坡降7.8％，林草覆盖率48.35％。
此外还有卫子河(硬头河)，主支源于大南山黄马岭西麓，向南至白马寺，转东南至文村乡，汇陈家河入苍溪县东河。流长49.9公里，平均坡降5.9％，流域面积345.6平方公里，林草覆盖率30.2％。1966年，苍溪县已在清水乡马蹄滩建成一座装机5000千瓦水电站。
三、地表水水质
1974年至1976年水质监测断面取样分析：浑浊度和水温变化幅度较大，丰水期浑浊度较高，感观性状不良，溶介氧部分值低于5毫克／升，生化耗氧量仅有个别超标，有毒粒子除汞含量大(三年中每个断面都有不同程度检出)，超出卫生规定标准20—33.3％外，其余氰、酚，仅有部分水样超标。这说明境内地表水存在污染。后据1985年环境监测站所设3个水质断面(新店子、塔山湾、桔柏渡)监测数据表明，水质由污染较轻逐渐到污染较重。上游和境内每年向嘉陵江、白龙江、南河、清江河等主要河流排放工业废水约538万吨及城区生活废水约7314吨，绝大部分未经处理，水中汞、铬、铜、氰化物等均有检出，尤以悬浮物、化学耗氧量、酚的超标较突出。
地下水
据其分布计算得知，地下水天然补给量为12．07亿立方米／年，天然排泄量，按径流模数法计为3．94亿立方米／年，按水文分析法计为3．07亿立方米／年，占天然补给量32．6％或25．4％；可开采量2．39亿立方米／年，占天然补给量19．8％，已开采0，0213亿立方米／年，占天然补给量0．18％，占可开采o．89％。由于控制地下水形成和富集的地质构造、地层岩性、地貌、水文等诸因素有差异，其地下水类型和分布亦不同。
四川盆地北部边缘弧形构造带内的地下水，沿江河两岸断续分布，具有红层区水文地质的基本特征，除松散堆积层孔隙水外，余均为碎屑岩孔隙裂隙水。据“3部水文地质钻孑L资料，在红层区内单孔涌水量日为80—100吨，届地下水较贫乏地区。
松散堆积层孔隙水：含水层分布面积较小，厚度簿，共约130．9平方公里，占全县幅员2.65％，大都靠江河水和大气降水补给。其中一级阶地及河漫滩水量较富，埋深o.5—8米，日单井出水234—2972吨，主要分布在竹园、下寺、宝轮、曲回、下西坝、东坝、大石等地。此外，尚有破坏严重的二、三级阶地孔隙水，日单井涌水量仅10—100吨，多零星分布在山坡和谷地。
碎屑岩孔隙裂隙水；分为层间裂隙水和风化裂隙水。风化裂隙水分布在王家、卫子、虎跳、昭化4区及大石、河西、宝轮3区部分乡，分布面积2455.55平方公里，占全县幅员49.4％。泉流量0.01—0.5升／秒，主要接受大气降水补给，但随季节变化，常导至局部富集带，层间裂隙水主要在龙门山前一带呈条带状分布，补给条件差，水量一般不丰富。钻孔涌水量多在100吨／日，埋深10米到100余米，水头高出地面数米到30余米。
龙门山北东向至东西向构造带内的地下，水，呈南西至北东分布，具有岩溶水的水文地质特征。
岩溶水：分布在曾家、中子、羊模、竹园等区部分乡，出露929.82平方公里，占全县总幅员18.7％。各含水层(组)富水性在不同地段有较大差异。溶洞、暗河发育强烈的含水层，裂隙岩溶率3.2一14.5％，泉水流量1—5升／秒，暗河流量100一200升／秒，富集带单孔涌水量大于100吨／日；溶洞、暗河发育中等的含水层，泉水流量o.5—10升／秒，暗河流量500—800升／秒，富集带单孑L涌水大于100吨／日3溶洞暗河不发育的含水层，泉水流量0.01—2升／秒，暗河少见。
火成岩和变质岩裂隙水，分布在北部边缘地带，出露零星，面积极小，泉水流量0.01—0.5升／秒，局部富水带l一40升／秒。
地下水的水质，水化类型以重碳酸钙型水为主，次是重碳酸钙镁型水，重碳酸钙镁水，重碳酸钙钠水、碳酸钙镁水所占比例极小。西北部中山区，地下水埋深不等；变质岩和火成岩分布区，地下水埋藏浅，多为重碳酸钠及重碳酸钙镁水，矿化度多在o.l克／升左右，硬度2—9德度，PH值6.9—7.3；碳酸盐岩及碎屑岩分布区，地下水埋藏较深，多为重碳酸钙型水，矿化度0.2一o.3克／升，硬度7一16德度，PH值7.3—8.1。南部红层广布地区，以红层裂隙水为主，多为重碳酸钙水，矿化度0.3一o.5克／升，硬度10—23德度，PH值7.1—8.1。但因钠离子含量增加，致个别地点为重碳酸钙钠水。