На территории Волгоградской области самой крупной рекой является Волга. Она берет начало на Валдайской возвышенности из ключа, располагающегося на высоте 225 метров ниже уровня моря, недалеко от деревни Волговерховье Осташковского района Тверской области и впадает в Каспийское море на отметке 27 метров. Общая длина 3531 километр, основная часть бассейна находится в лесной зоне с избыточным увлажнением, река характеризуется высокой водностью. Крупные притоки Волги - Ока и Кама имеют такую же водность, как и главная река.
По территории Волгоградской области Волга протекает своим нижним течением на протяжении 318 километров. Из них 232 километра приходится на Волгоградское водохранилище. По Поволжской возвышенности проходит водораздел между бассейнами рек Волги и Дона. В пределах Прикаспийской низменности граница бассейна выражена слабо.
Крупнейшим левым притоком Волги является р. Еруслан, которая впадает с востока в Волгоградское водохранилище. Правобережные притоки (реки Даниловка, Щербатовка, Добринка, Балыклейка, Оленья, Дубовочка, Пичуга) незначительны по своей протяженности и площади бассейна. Все указанные реки впадают в Волгоградское водохранилище. В Волгограде в Волгу впадают реки Царица и Мокрая Мечетка. Ниже Волгограда у Волги нет притоков. У г. Волжского от Волги отделяется рукав Ахтубы, текущий параллельно главному руслу. На данной территории образовалась Волго-Ахтубинская пойма, достигающая ширины 25 - 30 километров. Пойма изрезана многочисленными протоками, озерами, 30 процентов ее покрыто лесами (дуб, вяз, тополь, клен).
В октябре 1958 года в северной части Волгограда была построена Волжская гидроэлектростанция (далее именуется - Волжская ГЭС), в результате образовалось Волгоградское водохранилище, что вызвало изменение гидрологического режима.
Ниже Волжской ГЭС Волга переходит в естественное состояние, однако водный режим, твердый сток на этом участке изменены. Затопляемость Волго-Ахтубинской поймы после сооружения Волжской ГЭС снизилась вдвое. Главное русло Волги имеет ширину от 1 до 2 километров, имеется множество островов. В связи с постройкой Волжской ГЭС ихтиофауна Волги резко сократилась.
Река Ахтуба - левый рукав Волги. Правый берег Ахтубы низкий аллювиальный покрыт дубравами и лугами, левый - местами обрывистый, сложен четвертичными морскими отложениями. Русло Ахтубы имеет ширину 200 - 300 метров и полную протяженность - около 537 километров, по территории Волгоградской области - 90 километров. Ахтуба и ее притоки замерзают в конце ноября - начале декабря, вскрывается река в конце марта - начале апреля. Продолжительность ледостава менее 100 дней. Скорость течения реки повышается в мае и составляет 0,9 метра в секунду, в июне - 0,1 метра в секунду. До строительства Волжской ГЭС Ахтуба была половодной, однако на сегодняшний момент сильно обмелела.
Река Дон. Точные данные о длине Дона разнятся, в различных источниках длина реки колеблется от 1808 до 1970 километров. В пределах Волгоградской области располагается четвертая часть долины и русла р. Дон, которая представлена своим средним течением. Годовой сток реки равен 30 куб. километрам. Скорость течения весной около 1 метра в секунду, летом - 0,3 метра в секунду. Ширина русла варьируется в пределах 200 - 300 метров, глубина - от 2 до 6 метров. Река образует излучины: большую - от устья Медведицы до устья Чира, малую - от устья Иловли до устья Голубой. Кроме этого Дон образует меандры (между ст. Старогригорьевской и ст. Сиротинской). Половодье наступает в конце апреля - начале мая.
Река Хопер - левый приток Дона. Берет начало на юго-западном склоне Приволжской возвышенности на высоте 200 метров в Пензенской области. Протяженность реки - 1008 километров, на территории Волгоградской области - 325 километров. Общая площадь бассейна Хопра составляет 61,1 тыс. кв. километров. В пределах Волгоградской области Хопер принимает ряд притоков: слева - реки Бузулук (314 километров), Кумылга (97 километров), Косарка (62 километра), Ольшанка (24 километра); справа - реки Тишанка (71 километр), Акишевка (49 километров), Едовля (28 километров), Растеряевка (33 километра). Хопер имеет широкую асимметричную долину, где выделяются пойма и надпойменные левобережные террасы. Русло изгибается по широкой пойме плавными меандрами. Дно песчаное, изредка глинистое. Ледостав начинается в среднем 10 декабря, вскрывается река 09 апреля.
Река Медведица - левый приток Дона. Берет начало на западном склоне Приволжской возвышенности на высоте около 300 метров у с. Баринова Карабулакского района Саратовской области путем слияния рек Медведицы Большой и Малой. Через 345 километров река входит в пределы Волгоградской области близ с. Гречихина Жирновского района. Протяженность реки 745 километров, по территории Волгоградской области - 380 километров. Впадает в Дон западнее г. Серафимовича. В пределах Волгоградской области площадь бассейна составляет 10,6 тыс. кв. километров. Русло Медведицы сильно меандрирует, особенно на участке нижнего течения. Дно песчаное, местами щебенистое и глинистое. Скорость течения колеблется от 0,2 до 0,7 метра в секунду. В период половодья уровень реки поднимается до 4 - 5 метров, она разливается, затопляя пойму. Река имеет снеговое питание. Летом сильно мелеет, озера пересыхают. Ледостав отмечается во второй половине ноября, вскрытие - во второй половине марта. На территории Волгоградской области Медведица принимает ряд притоков: справа - реки Терса (249 километров), Черная (30 километров), Тишанка (15 километров), Княжная (23 километра); слева - реки Карамыш (147 километров, по территории Волгоградской области 38 километров), Большая Копенка (27 километров), Перевозинка (30 километров), Добринка (36 километров), Бурлук (72 километра), Березовая (50 километров), Лычак (38 километров), Безымянка (25 километров), Арчеда (162 километра).
Река Иловля берет начало с западного склона Приволжской возвышенности в 16 километрах к западу от Волги в пределах Саратовской области на высоте 200 метров. Впадает в Дон в районе Малой Донской излучины. Общая протяженность 341 километр, по территории Волгоградской области - 300 километров. Площадь бассейна 9,2 тыс. кв. километров. Русло достаточно извилистое, ширина в среднем 15 - 20 метров, течение медленное 0,1 - 0,2 метра в секунду. Половодье начинается в конце марта. Летом в жаркий период река сильно мелеет.
Река Чир - правый приток Дона. Берет начало в Ростовской области на юго-восточном склоне Донской гряды на высоте около 150 метров, у х. Солонецкого входит на территорию Волгоградской области, впадает в залив, сформированный в результате затопления устья реки водами Цимлянского водохранилища. На территории Волгоградской области протяженность реки составляет около 60 километров. Долина реки выработана в отложениях палеогена, в нижнем течении имеет асимметричное строение. Правый берег высокий, левый - пологий. Русло реки довольно извилистое, ширина достигает в некоторых участках 50 метров, глубина варьируется от 0,3 до 3 метров. Скорость течения колеблется от 0,1 до 0,4 метра в секунду. На территории Волгоградской области Чир принимает левые притоки - реки Куртлак (150 километров), Цуцкан (87 километров), Добрая (51 километр), Лиска (106 километров).
Река Бузулук - левый приток Хопра. Берет начало на западном склоне Медведицких Яров в Даниловском районе Волгоградской области на высоте 150 метров. Длина реки 314 километров, площадь бассейна - 9,5 тыс. кв. километров. В верховьях река имеет северо-западное направление, у с. Мачеха впадает в Хопер. Летом река сильно мелеет, а в верхнем течении пересыхает. Долина Бузулука имеет слабовыраженную правостороннюю асимметрию. Весь бассейн реки расположен в пределах Хоперско-Бузулукской низменности. Долина реки выработана в четвертичных отложениях, представленных моренными песками, глинами, валунными суглинками. На территории Волгоградской области Бузулук принимает ряд притоков: справа - реки Кардаил (128 километров), Мачеха (44 километра), Большая Завязка (52 километра), Солонка (31 километр), Паника (72 километра); слева - реки Черная (86 километров), Гришинская (59 километров), Карманка (75 километров).
Река Аксай Есауловский - левый приток Дона. Берет начало на западном склоне Ергенинской возвышенности у села Абганерова Волгоградской области на высоте около 135 метров. В верховьях довольно часто пересыхает. Впадает в Цимлянское водохранилище. Протяженность реки составляет около 222 километров, площадь бассейна 2,8 тыс. кв. километров. Протекает река в неглубокой долине, русло извилистое, особенно в нижнем течении.
Река Аксай Курмоярский - левый приток Дона. Берет начало на западном склоне северной окраины Ергенинской возвышенности на высоте 100 метров и впадает в Цимлянское водохранилище. Протяженность реки 146 километров, площадь бассейна 4,1 тыс. кв. километров. Долина реки врезана в четвертичные отложения пород палеогена и неогена, берега пологие и низкие. Река маловодна, летом сильно мелеет.