五大连池世界地质公园水系较为发育，主要河流有石龙河、张通世沟、药泉河等。

石龙河又名白河（古称乌德林河），发源于五池西北小洪山西侧沟谷湿地中，经五池、四池、三池、二池、头池后，沿石龙台地东缘南流，注入讷谟尔河。从源头到入口全长61千米，河宽7～10米，水深平均1米。

张通世沟为石龙河支流，发源于地质公园东北部一带的沟谷中，从源头至三池入口全长23.5千米，河宽2～5米，平均水深0.6米。

药泉河发源于药泉山下二龙眼泉水，流入药泉湖，湖水由东南流出，沿石龙台地西侧南流，注入石龙河，全长7.5千米，河宽4～7米，平均水深0.2米。

区内湖泊有：头池、二池、三池、四池、五池、药泉湖、北月牙泡、南月牙泡等，湖水最深达10米，一般为3～5米。