Реки принадлежат бассейнам Северного Ледовитого океана (на западном склоне – Печора с Усой, на восточном – Тобол, Исеть, Тура, Лозьва, Северная Сосьва, относящиеся к системе Оби) и Каспийского моря (Кама с Чусовой и Белой; река Урал).

Реки западного склона, особенно на Северном и Приполярном Урале, более полноводны; для них характерны высокие и продолжительные (до 2-3 месяцев) половодья в мае-июне (на Приполярном Урале – в июне-июле), нередко переходящие в высокие летние паводки, связанные с обильными дождями в горах.

Наименьшая водность у рек восточного склона Южного Урала (некоторые из них летом пересыхают). Продолжительность ледостава увеличивается от 5 месяцев на Южном Урале до 7 на Приполярном и Полярном Урале. Питание рек главным образом снеговое и дождевое.

Наиболее крупные озёра расположены на восточном склоне Среднего и Южного Урала (Таватуй, Аргази, Увильды, Тургояк и др.; самое глубокое озеро до 136 м – Большое Щучье). На Полярном Урале имеются небольшие ледниковые озёра, на западном склоне Среднего Урала – карстовые.

Реки и озёра Урала имеют большое хозяйственное (источники водоснабжения населённых пунктов и промышленных предприятий) и транспортное значение (реки Кама, Белая, Чусовая – в низовьях); многие реки используются для сплава леса. На Каме созданы Камское и Воткинское водохранилища.