Mùa kiệt trên lưu vực sông Hồng từ cuối tháng XI tới tháng V, tháng XI là tháng chuyển tiếp mùa lũ sang kiệt. Dòng chảy bắt đầu giảm từ tháng X và giảm nhanh vào tháng XII đến tháng IV, đạt nhỏ nhất vào tháng II, III trên dòng chính và các sông nhánh lớn. Tháng IV, V do có mưa dông, lượng dòng chảy bắt đầu tăng. Trong các tháng mùa kiệt lượng mưa chiếm 20 - 25% lượng mưa năm, nhưng tập trung chủ yếu vào tháng XI, IV, V từ tháng XII tới tháng II mưa nhỏ, thời tiết khô hanh, cuối tháng III có mưa phùn. Từ tháng XII tới tháng III dòng chảy trong sông chủ yếu là do nước ngầm cung cấp. Lượng dòng chảy mùa kiệt chỉ chiếm 20% tổng lượng dòng chảy năm. Trên sông Hồng ba tháng kiệt nhất là tháng I, II và III có tổng lượng dòng chảy chiếm trên dưới 10% tổng lượng dòng chảy năm. Tại Sơn Tây: 9,75% ; tại Hà Nội: 10,06%. Tháng có dòng chảy nhỏ nhất là tháng II với tổng lượng dòng chảy chiếm khoảng trên 2,9 - 3% tổng lượng dòng chảy năm, tại Hà
Nội là 2,99%; tại Sơn Tây là 2,94%. Trên sông Đuống ba tháng có dòng chảy kiệt nhất là các tháng II, III và IV, tại Thượng Cát là 8,24%. Tháng có dòng chảy nhỏ nhất là tháng IV với moduyn đạt trung bình 7,64l/skm2 tại Hoà Bình trên sông Đà; 4,85l/skm2 tại Yên Bái trên sông Thao; 9,7l/skm2 trên sông Lô tại Phù Ninh; 6,78l/skm2 tại Sơn Tây trên sông Hồng. Trên sông Thái Bình, sông Lục Nam có moduyn dòng chảy trung bình tháng kiệt nhất chỉ đạt 2,4l/s.km2
. Tháng có dòng chảy nhỏ nhất trong tháng kiệt nhất chỉ đạt 4,6l/s.km2 tại Hoà Bình trên sông Đà, 2,9l/skm2 tại Yên Bái trên sông Thao; 5,4l/s.km2 trên sông Lô tại Phù Ninh, 4,4l/skm2 tại Sơn Tây trên sông Hồng.
Dòng chảy mùa kiệt phụ thuộc vào lượng ẩm của lưu vực và trước hết là mưa sau đó đến các yếu tố như khác như diện tích lưu vực, thảm phủ thực vật các yếu tố về địa chất thổ nhưỡng địa hình. Nói tóm lại dòng chảy mùa kiệt phụ thuộc vào đặc tính trữ nước và điều tiết nước của lưu vực. Nước ngầm là nguồn cung cấp quan trọng cho dòng chảy mùa kiệt; Dòng chảy mùa kiệt chủ yếu được nuôi dưỡng bằng lượng nước ngầm trong lưu vực và một phần nhỏ lượng nước mưa do gió mùa đông bắc hoặc front cực đới đem lại
Hệ thống sông Hồng có lượng nước giàu phong phú, đứng hàng thứ 2 so với sông suối toàn quốc. Với nguồn nước mặt với trữ lượng lớn như đã nêu hoàn toàn có khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác để phục vụ cho cuộc sống sinh hoạt của nhân dân trong khu vực, tuy nhiên do ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên khác có liên quan, nên chỉ có thể khai thác nguồn nước mặt tại một số vị trí có điều kiện thuận lợi. Chế độ dòng chảy sông ngòi tồn tại tính chu kì tạo thành các pha dòng chảy do các đặc trưng thủy văn chịu sự chi phối bởi các quy luật của đặc trưng khí hậu, của sự vận động trái đất quay quanh mặt trời và các hoạt động khác trong vũ trụ. Tỷ lệ phân phối dòng chảy năm như đã nêu ở trên cho thấy sự tập trung dòng chảy quá mức vào các tháng trong mùa lũ và sự thiếu hụt quá lớn dòng chảy trong các tháng mùa khô. Đó cũng chính là một trong những nguyên nhân gây ra hạn hán trong khu vực đồng bằng sông Hồng.