Hydrologicky náleží popisované území do povodí řeky Moravy, která obtéká Chřiby z východní strany. Větší část Chřibů je také odvodňována přímo do řeky Moravy. Severozápadní a severní svahy říčkou Kotojedkou pramenící nedaleko Cetechovic pod vrchem Vlčák a jejími pravostrannými přítoky, potoky Roštínským, Divockým, Cvrčovickým, Trňákem a dalšími drobnými bezejmennými toky. Severovýchodní svahy jsou odvodňovány potoky Panenským, Širokým, Vrbkou, Kudlovickým, Jankovickým, Jalubským. Jihovýchodní část Chřibů pak odvodňují říčka Salaška s přítoky Modranským a Bunčanským potokem, dále Zlechovský potok a Dlouhá řeka s přítoky Buchlovickým potokem zleva a Medlovickým potokem zprava. Jihozápadní část Chřibů mezi Cetechovicemi a Střílkami odvodňuje říčka Litava směrem západním, ústící později do řeky Svratky. Území od Střílek jižně až po Osvětimany je odvodněno do Dyje říčkou Kyjovkou (Stupavou) pramenící na svazích kóty Vlčák nad Starými Hutěmi a jejími levostrannými přítoky, zejména potokem Hruškovice pramenícím pod kótou Ocásek a jeho pravostrannými přítoky, Klimentským, Skaleckým, Čeložnickým potokem a Moštěnkou. Na větších tocích jižní části Chřibů byly zbudovány přehradní nádrže. Největší na řece Kyjovce (Koryčanská přehrada) mezi Stupavou a Koryčany, která slouží k zásobování pitnou vodou celé oblasti Kyjovska. Dále na Dlouhé řece (Sovín - Smraďavka) a Klimentském potoce u Osvětiman (nádrž Březina).
      V území je i několik pramenů využívaných jako studánky pitné vody. Známé jsou např. Zlacká studánka u Salaše, Hladná voda nad Starými Hutěmi, Kamenná studánka pod Holým kopcem, studánka U Mísy mezi Kozlem a Kazatelnou, Paní studánka mezi Kozlem a Cimburkem, Zubkova studánka mezi Koryčanskou kaplí a Vřesovicemi a četné další.
      V okolí Buchlovic vyvěrají i léčivé minerální vody s obsahem sirovodíku. Nejznámější jsou prameny na Smraďavce, v minulosti využívané i k léčebným koupelím (lázně Leopoldov). Menší vývěry minerálních sirovodíkových vod jsou ještě v lese při státní silnici na Brno cca 2 km SZ od Buchlovic a v údolí Zlechovského potoka v rekreační oblasti pod Břesteckou skalkou.