En concordancia con las condiciones climáticas, la mitad occidental carece de corrientes de agua, exceptuando los dos ríos que la enmarcan, el Pilcomayo y el Bermejo, que tienen sus nacientes en las montañas del oeste, fuera del territorio provincial.

La mitad oriental presenta rasgos diferentes: abundantes ríos y riachuelos que tienen allí sus nacientes y se dirigen hacia el sureste.  La mayoría de los ríos nacen en los contrafuertes andinos, tienen una dirección Noroeste-Sudeste y poseen un régimen pluvial estival.

El más importante es el Pilcomayo, con cabecera en Bolivia, escurre las aguas de 40 Km. de frente cordillerano, y en territorio chaqueño como un curso prácticamente único recorre el suelo permeable de la llanura, donde se torna divagante.

Al no recibir importantes precipitaciones, estar sometido a una evaporación intensa y carecer de afluentes, provoca anomalías en su curso medio, según las características del suelo que recorre: apto para la infiltración, arenoso o de fácil inundación, arcilloso.

Sus desbordes originan extensos bañados, lagunas como los de los Pájaros y La Bella y esteros el Patiño abarca una superficie de 1000 Km2.

En Horqueta o Juntas de Fontana confluyen las aguas de los brazos norte y sur para desembocar en el tributario más importante del Río Paraná, el Paraguay, luego de constituir en un recorrido aproximado de 900 Km el límite. internacional con la República del Paraguay.