Các hoạt động kinh tế xã hội đã tác động mạnh mẽ tới lưu vực sông Nhuệ - Đáy. LVS Đáy - Nhuệ có nhiều nguồn thải gây ô nhiễm nước sông như nguồn thải từ sinh hoạt của các khu đô thị và khu dân cư tập trung, từ bệnh viện và các cơ sở y tế, hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và các làng nghề… Trong số các nguồn thải ấy thì nguồn thải có lưu lượng lớn tại LVS này là nước thải sinh hoạt đóng góp tới 56% tổng lượng thải ra lưu vực. Đây là một đặc trưng của lưu vực Nhuệ - Đáy khác với các lưu vực khác. Lưu vực sông Nhuệ - Đáy có mật độ dân số rất cao, tốc độ đô thị hoá nhanh chóng đã hình thành hàng loạt các khu đô thị tập trung dân cư mật độ lớn, phải kể đến là thành phố Hà Nội, thành phố Nam Định và bên cạnh đó là một loạt các đô thị vệ tinh, là các thị xã công nghiệp như Thành phố Hà Đông, thị xã Phủ Lý, Thành phố Ninh Bình… Hiện nay trên LVS Nhuệ - Đáy có khoảng trên 7,9 triệu dân, trong đó có khoảng 3,5 triệu dân sống trên các triền sông và gần 2,8 triệu dân sống trong khu vực đô thị đang ngày càng thải ra lượng lớn nước thải sinh hoạt vào trong lưu vực. Hà Nam đã đóng góp 7%, Ninh Bình cũng góp 4% vào tổng lượng thải sinh hoạt ra lưu vực sông Nhuệ - Đáy. Chính do tốc độ đô thị hoá ngày càng nhanh cộng với cơ sở hạ tầng phát triển thiếu đồng bộ dẫn đến tình trạng quá tải các đô thị đã có từ trước và hầu hết các đô thị đều thiếu hệ thống xử lý
nước thải tập trung cần thiết nên LVS Nhuệ - Đáy bị ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng.
Trong mấy năm qua ngành công nghiệp đã có những bước phát triển mạnh mẽ. Các khu công nghiệp, cơ sở công nghiệp đã được hình thành, phát triển không ngừng, mở rộng với qui mô lớn hơn và nhiều ngành nghề đa dạng hơn. Những lợi ích do hoạt động công nghiệp là rất lớn nhưng mà chúng cũng mang lại những hậu quả tới môi trường không phải nhỏ. Hoạt động của các cơ sở công nghiệp trên đã tạo ra nhiều nguồn thải rắn, lỏng, khí gây ô nhiễm và ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường trên lưu vực sông cùng với hệ thống xử lý không đồng bộ, ý thức chấp hành các qui định bảo vệ môi trường của các cơ sở còn thấp đã gây ô nhiễm rất lớn cho nguồn nước khu vực này. Đây là một yếu tố quan trọng làm suy giảm chất lượng nước mặt của các con sông trong khu vực.
Trong LVS Nhuệ- Đáy có rất nhiều làng nghề lớn nhỏ, qui mô khác nhau. Các làng nghề này đã mang lại những giá trị kinh tế tương đối lớn nhưng cũng góp phần làm gia tăng ô nhiễm môi trường trong lưu vực. Phần lớn các cơ sở tiểu thủ công nghiệp tại các làng nghề này đều phát triển tự phát theo yêu cầu của thị trường, thiết bị, công nghệ sản xuất đơn giản, khả năng đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải là rất hạn chế. Nguồn thải làng nghề chủ yếu là do nước thải và chất thải rắn từ làng nghề dệt, nhuộm, nghề mạ kim loại, nghề tái chế kim loại, chế biến nông sản, sản xuất đồ gỗ, đồ gốm… chảy tự do ra kênh mương rồi đổ ra sông gây ô nhiễm môi trường. Hiện nay đã có một số dự án đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung cho làng nghề song hiệu quả đạt được không cao.
Vấn đề ô nhiễm nước mặt tại các làng nghề trong lưu vực hiện nay đang rất trầm trọng nhưng có các đặc trưng khác nhau của mỗi loại hình. Ở hầu hết các làng nghề, chất lượng nước mặt đều vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Tuy nhiên ô nhiễm do nước thải các làng nghề thường
chỉ gây ô nhiễm cục bộ tại chính các làng nghề đó, tải lượng nước thải đóng góp vào lượng nước thải chung trong toàn lưu vực là khoảng 4%. Mặt khác tại các làng nghề thì mật độ dân số cao do đó có ảnh hưởng không nhỏ tới sức khoẻ của chính người dân.
Nước thải y tế là loại nước thải rất nguy hại sản sinh ra từ quá trình khám chữa bệnh, do vậy cần phải xử lý triệt để trước khi thải vào nguồn nước tiếp nhận của môi trường. Tuy nhiên hiện nay hầu hết các cơ sở y tế chưa có hệ thống xử lý nước thải. Chính vì vậy mà toàn bộ nguồn nước thải này đều được thải trực tiếp vào nguồn nước thải sinh hoạt và đổ trực tiếp ra nguồn nước mặt đã gây ô nhiễm rất lớn.
Các con sông trong LVS Nhuệ - Đáy là hệ thống thuỷ lợi liên tỉnh, phục vụ nước tưới cho sản xuất nông nghiệp trong vùng. Chế độ dòng chảy chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi hệ thống các cống điều tiết trong lưu vực. Chế độ đóng mở của các cống này tác động rất mạnh tới chất lượng nước trong lưu vực. Ngoài ra do việc sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật không đúng qui cách, chăn nuôi gia súc với số lượng lớn cũng ảnh hưởng rất lớn tới môi trường nước mặt.