Nước mặt
Cả Đông Hải và Đại Bình đều có nguồn tài nguyên nƣớc mặt khá phong phú. Với lƣợng mƣa trung bình hàng năm lớn nên vào mùa mƣa nƣớc mặt của khu vực rất dồi dào, chất lƣợng khá tốt, đảm bảo cung cấp đủ cho sản xuất nông nghiệp cũng nhƣ nhu cầu sinh hoạt của nhân dân. Bên cạnh đó, hệ thống sông suối khá dày đặc nên nguồn cung cấp nƣớc mặt cho các vùng hạ lƣu là khá phong phú. Tuy nhiên, tài nguyên nƣớc mặt của khu vực phân bố không đều cả theo không gian và thời gian do đặc điểm khí hậu, thời tiết, sự phân bố của mạng lƣới thủy văn cũng nhƣ sự chia cắt về địa hình. Mùa khô (từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau) các sông, suối đều cạn và ít nƣớc. Mùa mƣa (từ tháng 5 đến tháng 9), nguồn cung dồi dào nên lƣợng nƣớc trong các sông, suối, ao, hồ,...đều rất lớn, nhiều khi xảy ra hiện tƣợng ngập lụt.
Nước ngầm
Tài nguyên nƣớc ngầm của cả Đông Hải và Đại Bình khá dồi dào và có chất lƣợng tốt. Hiện tại, phần lớn dân cƣ của khu vực đang sử dụng nƣớc giếng cho ăn uống và sinh hoạt hàng ngày. Mực nƣớc ngầm khá cao, nhiều nơi chỉ cách mặt đất vài mét, trung bình từ 3-4m. Tuy nhiên, nƣớc ngầm ở một số khu vực gần biển có hiện tƣợng nhiễm mặn vào mùa khô.
Khu vực hai xã Đông Hải và Đại Bình có diện tích mặt biển khá rộng, chất lƣợng nƣớc biển ven bờ đƣợc đánh giá là tƣơng đối tốt, ít chịu ảnh hƣởng của các nguồn ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo. Mặt khác, do đƣợc che chắn bởi các đảo ở phía Nam nhƣ đảo Vạn Vƣợc, Đảo Cuống, Vân Đồn nên đã tạo ra một vùng vịnh ven bờ ít sóng, biên độ triều lớn nên rất phù hợp cho sự sinh trƣởng và phát triển của các loài sinh vật biển, trong đó có các loại hải sản có giá trị kinh tế cao. Ngoài ra, vùng nƣớc lợ cửa sông ven biển của khu vực còn tƣơng đối sạch, chƣa bị ảnh hƣởng nhiều bởi các nguồn ô nhiễm trong nội địa nên là điều kiện thuận lợi cho việc phát triển nuôi trồng thủy sản nƣớc lợ của địa phƣơng.