L'hydrographie de la province est très pauvre, bien qu'il y passe un ou deux cours d'eau importants. La province est traversée par le río Desaguadero appelé ici río Salado ou par son nom en langue mapudungun : río Chadileuvú, sa continuation étant le río Curacó. Ce très long cours d'eau venu du nord de la province de La Rioja a perdu une grande partie de son débit lors de son long parcours dans les provinces de San Juan, de San Luis et de Mendoza. Ses principaux affluents, les ríos Atuel, Tunuyán, Diamante, Mendoza et San Juan, sont surexploités pour l'irrigation des cultures. Tant et si bien que le débit réduit du río, sa présence sporadique, ainsi que la rareté subséquente d'eau potable, ont fait en sorte que la ville de Puelches reçoive désormais l'eau pour sa consommation au moyen d'un aqueduc provenant de la localité de Puelén .
Parmi les affluents du río Desaguadero, seul le Río Atuel termine sa course au sein de la province, y formant une énorme zone humide, les Bañados ou marécages du Río Atuel. Ils couvraient originellement une superficie de 9 000 km soit 900 000 hectares. Mais l'utilisation de ses eaux en amont en province de Mendoza, surtout dans les oasis de San Rafael et de General Alvear, a fait diminuer considérablement leur surface et on a même craint leur disparition. Actuellement cette superficie ne serait plus que de quelques 250 000 ha.
Ces Bañados sont de première importance pour la vie de plus de 200 espèces animales : poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères.
Le río Desaguadero traverse lui aussi ces bañados qu'il contribue à alimenter, y perdant une partie de son débit (l'évaporation en ces lieux est de l'ordre de 1200 millimètres par an). Il continue son cours vers le sud et atteint ainsi une vaste zone plane où il forme plusieurs étendues d'eau dont les trois plus importantes sont la laguna La Dulce, la laguna Urre Lauquen et la laguna Amarga. Il change dès lors de nom, devenant le río Curacó. Le sel de ses eaux s'est fortement concentré par évaporation au sein des lagunes et de marécages environnants, si bien que les eaux de la dernière lagune, l'Amarga sont salées. Lorsque la rivière sort de celle-ci, ses eaux devenues très salées parviennent parfois jusqu'au río Colorado, contaminant l'eau du fleuve par d'importants apports salins tout à fait indésirables. Les autorités ont dès lors mis en œuvre de grands travaux destinés à bloquer les eaux du Curacó dans la laguna Amarga. Cet ouvrage est communément appelé Tapón de Alonso .
Au sud, se trouve le río Colorado qui matérialise la frontière avec la province patagonienne de Río Negro. On a édifié sur son lit le barrage de Casa de Piedra (ou de Rucacurá), à quelques dizaines de kilomètres en aval de la ville de Veinticinco de Mayo. La superficie de son lac de retenue est de 360 000 000 de m² (360 kilomètres carrés). Il permet d'irriguer de 12.000 à 15.000 hectares (120 à 150 km) .
Sur le territoire de la province se trouvent aussi plusieurs lagunes de petite taille, comme la Laguna La Arocena, située à 5 km du centre de la ville de General Pico, dans le département de Maracó, au nord de la province ; ou encore la Laguna Don Tomás en périphérie ouest de Santa Rosa, qui constitue un vaste centre de loisir et de sport.