-Nguồn nước mặt: Trên địa bàn huyện có 2 con sông lớn và nhiều sông suối nhỏ.
+Sông Sêpôn: Chảy ven theo ranh giới phía giáp CHDCND Lào, theo hướng từ phía nam lên phía Tây, vùng ven theo phía Nam các xã: Xi, ATúc và phía tây các xã: Thanh, Thuận, Tân Lập, Tân Long, Tân Thành, thị trấn Lao Bảo rồi chảy vào địa phận của Lào, đoạn sông chảy qua địa bàn của huyện Hướng Hóa là 55 Km, có nguồn nước dồi dào.
+Sông Rào Quán: Chảy từ núi cao của xã Hướng Sơn, chảy qua Hướng Linh, Tân Hợp rồi đổ vào sông Quảng Trị (tại xã Đakrông), sông dài 30 km, nguồn nước khá dồi dào.
+Suối Nậm Xê: chảy qua xã Hướng Lập, theo hướng từ Đông sang Tây và chảy sang CHDCND Lào.
+Sông Cam và suối Tiên Hiên: Bắt nguồn từ dãy núi cao của xã Hướng Sơn đổ ra sông Cam Lộ.
+Khe Tà Bồng: Bắt nguồn từ phía bắc xã Hướng Sơn chảy xuống phía Nam xã rồi đổ vào sông Rào Quán.
+Ngoài ra còn rất nhiều khe suối nhỏ có ở hầu hết các xã và đổ vào các sông lớn kể trên.
Nhìn chung hệ thống sông suối trong vùng khá dày đặc, nguồn nước khá dồi dào, nhưng do địa hình quá dốc, nên việc khai thác phục vụ cho sản xuất nông nghiệp gặp rất nhiều khó khăn và tốn kém.
+ Nguồn nước ao, hồ: Trên địa bàn huyện có một số hồ đập quan trọng phục vụ cho phát triển sản xuất và đời sống dân sinh, đồng thời góp phần cải tạo môi trường như: Đập Kỳ Nơi(A Túc), hồ Tân Tài (Tân Lập), hồ A Xan (A Túc), hồ Lìa (A Túc), hồ XaKia (Hướng Phùng), hồ Lương Lễ (Tân Hợp), đập Tân Liên (Tân Liên), đập Hướng Tân (Hướng Tân)...đặc biệt có Hồ chứa nước thuỷ lợi - thuỷ điện Quảng Trị đang xây dựng.
- Nguồn nước ngầm: Qua điều tra thực tế cho thấy mực nước ngầm
trong vùng rất sâu, hầu hết các giếng đào có mạch nước ngầm sâu hơn 15 –20 m. Theo kết quả khảo sát của Công ty cấp thoát nước Quảng Trị tại các điểm
thị trấn Lao Bảo, thị trấn Khe Sanh cho thấy chất lượng nước ngầm tương đối tốt, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh của nước sinh hoạt.