Поверхностные водные объекты, являясь основными источниками питьевого и производственного водоснабжения, одновременно являются приемниками хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод.
В 2015 году объем сброса сточных вод в водные объекты от предприятий Вологодской области составил 372.21 млн. куб. м, в том числе: нормативно-чистых (без очистки) - 199.06 млн. куб. м (53.5%), загрязненных - 145.08 млн. куб. м (39.0%) и нормативно-очищенных - 28.07 млн. куб. м (7.5%).
Основная доля сточных вод сбрасывается в водные объекты бассейна Верхней Волги - 281.31 млн. куб. м (75.6% от общего количества сбрасываемых сточных вод в водные объекты), в том числе загрязненных сточных вод - 54.58 млн. куб. м, нормативно-очищенных - 28.07 млн. куб. м, нормативно-чистых - 198.66 млн. куб. м.
В водные объекты бассейна рек Северная Двина и Онеги сбрасывается 71.01 млн. куб. м (19.1%), в том числе загрязненных сточных вод - 70.96 млн. куб. м, нормативно-чистых - 0.05 млн. куб. м.
Незначительная часть сточных вод сбрасывается в водные объекты бассейнов озера Онежского и реки Вытегры - 19.89 млн. куб. м (5.3%), в том числе загрязненных сточных вод - 19.54 млн. куб. м, нормативно-чистых - 0.36 млн. куб. м.
Основная масса загрязняющих веществ по Верхневолжскому бассейновому округу поступает в Рыбинское водохранилище в районе Череповецкого промузла от предприятий черной металлургии (ПАО "Северсталь"), химической промышленности (АО "ФосАгро-Череповец").
Водные объекты бассейна р. Северная Двина испытывают наибольшее влияние предприятий лесной и целлюлозно-бумажной промышленности (ОАО "Сокольский ЦБК") и машиностроительных предприятий областного центра.
На водные объекты всех бассейнов значительное влияние оказывают сточные воды коммунальных предприятий.
В 2015 году со сточными водами в водные объекты Верхневолжского бассейнового округа сброшено 33.03 тыс. тонн загрязняющих веществ. Наибольшая доля из них приходится на сульфаты - 60.6% (20.0 тыс. тонн) и хлориды - 23.3% (7.7 тыс. тонн), которые являются основной частью минерального состава природных вод и определяются практически в каждой пробе сточных вод. Содержание легкоокисляющейся органики по показателю БПКполн составляет 1.2% (0.38 тыс. тонн), взвешенных веществ - 2.1% (0.7 тыс. тонн), азота аммонийного - 0.7% (0.24 тыс. тонн), нитратов - 7.9% (2.6 тыс. тонн).
В 2015 году со сточными водами в водные объекты Двинско-Печорского бассейнового округа сброшено 14.8 тыс. тонн загрязняющих веществ. Наибольшая доля из них приходится на сульфаты - 36.8% (5.45 тыс. тонн) и хлориды - 29.5% (4.36 тыс. тонн). Содержание легкоокисляющейся органики по показателю БПКполн составляет 9.7% (1.44 тыс. тонн), взвешенных веществ - 9.6% (1.34 тыс. тонн), нитратов - 7.8% (1.15 тыс. тонн), лигносульфатов аммония - 4.9% (0.73 тыс. тонн), азота аммонийного - 0.6% (0.09 тыс. тонн).
В 2015 году со сточными водами в водные объекты Балтийского бассейнового округа сброшено 166.36 тонны загрязняющих веществ. Наибольшая доля из них приходится на взвешенные вещества - 38.8% (64.5 тонны) и БПКполн - 36% (59.7 тонны). Содержание сульфатов составило 8.8% (14.7 тонны), хлоридов - 11.4% (18.9 тонны), азота аммонийного - 3.7% (6.2 тонны).