Los valles fluviales de los ríos Colorado, Neuquén y Limay son los más notorios de los que marginan o atraviesan la provincia.
Casi todos ellos nacen en la cordillera, en otros ríos, pero casi no reciben afluentes.
Son largos, anchos y profundos, y con excepción del Colorado, poseen dos crecidas por año, en invierno por las precipitaciones y en verano por el deshielo de las cumbres andinas.

El Río Barrancas, 130 Km, contribuye, como afluente a establecer, junto con el Colorado, el límite interprovincial.
Nace en la Laguna Negra, cruza la Laguna Cari Lauquén y desemboca en el Río Colorado, al que alimenta en un 20%.
Una vez formado éste, cambia su primitivo rumbo norte-sur por el de noroeste a sudoeste.
A partir de ahí disminuye notablemente su caudal, pues carece de aporte níveo, las precipitaciones son escasas, no presentan en general afluentes, infiltra sus aguas, se evapora y es aprovechada para irrigar.

El Río Neuquén, en araucano significa "correntoso", nace en el noroeste, en el limite con Chile y recibe numerosos afluentes en sus 510 Km. de longitud, entre ellos el Agrio, 216 Km., escurre las aguas procedentes de la cordillera, y antes de confluir con el Limay, bordea la gran hoya de Cerros Colorados, varios diques regulan su caudal.

El Limay, 430 Km., procede del sudoeste, del Lago Nahuel Huapí, establece el límite con Río Negro, circula por la garganta el Chocón y confluye con el Neuquén para conformar el Río Negro, al cual aporta el 70% de su caudal, la mitad corresponde a su afluente Collon Curá.

Puede asegurarse que la vertiente del Océano Pacífico se inicia en Neuquén, del Lago Lácar hacia el sur, en la ladera oriental de la cordillera.
Por ejemplo, el Río Hua-Hum, que escurre las aguas de aquel lago y llega al Pacífico por intermedio de un curso chileno.

La característica primordial del sur neuquino son los lagos, alargados, ramificados, profundos y navegables.
En este distrito hay más d e 20 lagos extensos, entre ellos el Moquehué, Aluminé, Quillén, Tromen, Huechulafquen, Lolog, Lácar, Traful, Espejo, Correntoso y Nahuel Huapí, 557 Km2 compartido con Río Negro.