Các sông có đoạn chảy theo chiều ngang, có đoạn chảy xuôi dòng, có đoạn như ngược chiều, nhưng cuối cùng đều đổ vào dòng chính, chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam.

* Các sông chính

Sông Hồng

Phát nguyên từ Trung Quốc, có tổng chiều dài 1.183 km. Phần thuộc lãnh thổ Việt Nam là 493 km. Chỗ rộng nhất là 1300 m, chỗ hẹp nhất là 400 m. Sông Hồng chảy qua Hưng Yên khoảng 58 km, tạo thành giới hạn tự nhiên về phía Tây của tỉnh.

Sông Hồng chảy đến phía bắc của tỉnh gọi là sông Thiên Mạc, đến Kim Động và thành phố Hưng Yên gọi là Đằng Giang. Từ khi Pháp xâm lược nước ta thì gọi chung là sông Hồng Hà, sông Hồng.

Sông chảy xuống đồng bằng có tác dụng bồi tụ phù sa là chủ yếu, song có đặc điểm là luôn lăn mình lật đi lật lại, uốn khúc quanh co, tạo nên hiện tượng sói lở hai bờ, gây lũ lụt.

Sông Luộc

Sông Luộc còn được gọi là sông Phổ Đà, Đà Lỗ. Vốn là phân lưu của sông Hồng ở huyện Hưng Nhân (Thái Bình) và đổ vào sông Thái Bình ở Quý Cao (Tứ Kỳ - Hải Dương). Sông rộng trung bình 300-400 m, sâu 4 - 6 m. Toàn bộ sông dài 70 km, đoạn chảy qua Hưng Yên có chiều dài 26 km, tạo thành giới hạn địa giới phía Nam của tỉnh.

* Sông nội đồng

Các sông nội đồng của tỉnh Hưng Yên đều thuộc hệ thống thuỷ nông Bắc Hưng Hải, đây cũng là các trục tưới tiêu rất quan trọng trong hệ thống tưới tiêu của tỉnh. Có khoảng 36 con sông được phân bố trải đều trên địa bàn của tỉnh. Một số con sông nội đồng có vai trò quan trọng trong nông nghiệp như sông Kim Sơn, Cửu An, Điện Biên, Tây Kẻ Sặt...

- Sông Kim Sơn: Còn gọi là sông Chính Bắc, từ cống Xuân Quan đến Âu Thuyền Cầu Cất, sông dài 34 km là trục tưới chính cho hệ thống và cùng với sông Đình Đào là trục tiêu chính phía Bắc cho hệ thống Bắc Hưng Hải.

- Sông Điện Biên: Là đoạn sông được nối từ cống Lực Điền của sông Kim Sơn đến sông Cửu An, dài 22 km là sông dẫn nước chủ yếu cho tiểu khu Tây Nam Cửu An lấy nước của sông Kim Sơn qua cống Lực Điền.

- Sông Tây Kẻ Sặt: Là con sông khá rộng và sâu nối sông Kim Sơn với sông Cửu An. Là con sông dẫn nước tưới quan trọng, lấy nước từ sông Kim Sơn qua cống Tranh tưới cho khu Bình Giang - Bắc Thanh Miện, Đông Nam Cửu An và một phần khu Tây Nam Cửu An.

- Sông Cửu An: Là sông chính Nam của hệ thống từ Sài Thị đến Cự Lộc, là trục tiêu chính Nam hiện nay.

- Sông Hoà Bình: Là trục dẫn nước tưới chính cho khu Tây Nam Cửu An, sông nối với sông Cửu An bằng các sông Bản Lễ - Phượng Tường, Bác Hồ, Nghĩa Trụ.

- Sông Đình Dù: Là sông cấp nước cho trạm bơm Văn Lâm, Như Quỳnh.

Ngoài ra, trong hệ thống còn có mạng lưới kênh dẫn phục vụ tưới tiêu trong khu vực.