境内主要河流有19条，分属黄河、淮河两大流域。东部山区大汶河等9条河道属黄河流域汶河水系，西部平原区洸河等10条河道属淮河流域运河水系。
一、黄河流域汶河水系
大汶河 在县境北部，为宁阳县与泰安市岱岳区、肥城市的界河，南距县城15.5公里。古称汶水，亦称汶河。上游源流众多，在泰安市岱岳区大汶口汇为一流，故下称大汶河。向西流经磁窑、蒋集、堽城、伏山、鹤山5个乡镇境北边沿。河道至东皋以东分为南北两支，至琵琶山北麓汇合西流出境，注入东平湖。过境河段长48.9公里，有大堤段39.7公里。据水文站观测，年均流量39.2立方米/秒，汛期一般流量为2000~4000立方米/秒，1918年大汶口最大洪峰流量为1.03万立方米/秒。境内流域面积为360.3平方公里，年均输沙量196万吨。
柴汶河 在县境东北部，为宁阳县与泰安市岱岳区东南边境的界河，是大汶河上游的主要支流。因流经故柴城（汉置县名，遗址在何处待考）故名。该河由新泰市境而来，在北石崮北入境，向西北流经东庄、华丰两乡镇，至大汶口东分为两支，北支汇入大汶河，南支由东栈南，经茶棚、堡头两村南，至齐家庄新村西北流入大汶河。该段河道弯曲，主河道长17.1公里，河床宽约200米，境内流域面积156平方公里。
石崮河 在县境东部，纵贯东庄乡境。发源于栲栳埠山北麓，有王家庄、南葛家圈、路家庄三水北流，至官庄东汇流，下建直界水库，出水库折向西北，经南山阴、西山阴东，穿磁莱铁路桥、蒙馆公路桥，过大石崮西，至坡里东北入柴汶河。流域面积41.8平方公里，长10.1公里，河床宽约50米。
北鄙河 在县境东部，石崮河以西，纵贯东庄乡境。发源于凤仙山东北麓，两支流向北，经孔家庄、在东崔家庄西南汇流；经葛家庄东、南鄙西、北鄙东，穿磁莱铁路桥、蒙馆公路桥，过中韩家庄和西韩家庄之间，往北入柴汶河。流域面积35.6平方公里，河长10.5公里，河床宽约65米。
故城河 在县境东部，北鄙河以西，纵贯东庄、华丰两乡镇。发源于凤仙山西北麓，向北流经朱家洼西、北陈村西，在北陈村西北折向东北，过西崔家庄西，至东庄南折向西，在南故城西与从上陡沟南、经梅家村和湖村东而来的支流汇入，合流曲行，穿磁莱铁路桥、蒙馆公路桥，经西故城东、北故城西，向西北，在小河西北入柴汶河。流域面积74平方公里，长17公里，河床宽约60米。
海子河 在县境东部，纵贯华丰镇南部、磁窑镇境内。发源于前吕观、后吕观以东的丘陵地带和沈家庄以南的众山，数沟汇流向西，经青后庄南，在其西北穿京沪铁路桥，沿京沪线西侧北流。西受凤凰山北麓之水，东受爵山、鲁姑山之水，北流再受彩山东麓之水，经磁窑与西太平之间，穿磁窑大桥，至后丁家庙西折向西北，经后海子东，在齐家庄新村西北入大汶河。流域面积127平方公里，主河道长21公里，河床宽约120米。
潮河 在县境东北部，纵贯蒋集镇境东部和磁窑镇境西北部。发源于彩山东北麓，向北流经枕河庄东，穿蒙馆公路桥，过尹家寨东，至大周村东北入大汶河。流域面积9平方公里，长6公里。此河常年有地下水涌出，河床潮湿，故名。
苗家河 在县境中部，纵贯蒋集镇境，下游为蒋集镇与堽城镇的界河。发源于骆驼山东麓，下有彩山西南麓，杏山北麓、葫芦山北麓之水汇入，上游东南西北向，穿苗家河大桥，经张家圩子南，西折向北，至东孙家滩东北入大汶河。流域面积62平方公里，长16公里，河床宽约80米。
王家河 在县境中部，苗家河以西，纵贯堽城镇境东部。发源于告山北麓，向北经韩家沟东，又受皮山东北麓之水，过伏家庙西，穿蒙馆公路桥，由东沙岗东至张家店西，折向西北，由高桥前至其西北入大汶河。流域面积20平方公里，长11公里，河床宽约70米。
二、淮河流域运河水系
洸河 在县境西部，为县境内的一条主要河道。发源于堽城镇境东南部的虎背岭北坡，向西流经南落星南、堽城里南、苏家楼北、前洸河崖与后洸河崖之间，穿济微公路桥，至西李家户西转向南，向南经县城西转向西南，至泗店镇胡村南出境，汇入洸府河。境内流域面积183平方公里，主河道长29公里。县城西北洸河上建有分水闸。
月牙河 在县境中部，堽城镇境南部，为洸河上游支流。发源于马山西麓，数沟之水汇入月牙河水库，西流经辛安店北，穿蒙馆公路桥，至北代村东折向南，在张徐村西北与石碣集河相汇，穿济微公路桥，向南汇入洸河。流域面积36平方公里，河长18公里。因上游河道弯曲，形如月牙，故名。
石碣集河 在县境中部，横穿葛石镇境西南部和堽城镇境南部，为洸河上游支流。发源于杏岭东麓，数沟汇入石碣集水库，向西流经石碣集南、台北岭北，在保安东北穿蒙馆公路桥，至大安南有发源于告山西麓的果庄前、后河汇入，向西在张徐村西北与月牙河相汇，下入洸河。流域面积29平方公里，长15公里。该河流经石碣集，曾名石碣河。同时流经茅庄南，也称茅庄南沙河。今定名石碣集河。
汉马河 在县境东南部，纵贯葛石镇境和乡饮乡境。发源于骆驼山南麓，受杏山南麓、凤凰山北麓之水，经柳沟东流向西南，又有告山东麓之水和凤凰山西麓之水汇入，至葛石店北转西，南流至杜家院北与凤凰山西南麓之水汇合，至张家楼北又与源于曲阜市陈家洼东之水汇合，向南至梁家庄西南出境，注入洸府河。葛石店以上为山区河道，葛石店以下至村落汉马河为丘陵河道，汉马河以下为平原河道。境内流域面积82平方公里，河长24公里。
满庄河 在县境中部，县城以东。发源于金羊山西麓，经大夏庄东向西，过南满庄与北满庄之间，至泥家村北向南穿宁（阳）南（驿）公路桥西流，在县城东入宁阳沟。因流经三个满庄，故名满庄河。流域面积25平方公里，长10公里。
罗河 在县境南部。发源于乡饮乡郭家沟、王家洼一带，流经中金马、西毛家坡西，至毛家楼东出境，流入汉马河。流域面积28.1平方公里，河道长12.1公里。
宁阳沟 在县境南部。发源于葛石镇西南部、堽城镇南部、伏山镇东南部，由自然水沟在县城东部汇流而成。向南穿东关大桥，经周公台东，马家村、曹家村和沙庄村西，穿济微公路，经古城东，至其南出境，注入汉马河。流域面积91平方公里，东关大桥至古城南出境处河道长9.5公里。因上游诸水在宁阳县城汇流，又经县城东关，故名。
赵王河 在县境西部。发源于云山南、大伯集以东东北地域，流经沙岭店东、小河东村西，向西南穿蒙馆公路，过青川中村东，至陈家大孟村东改流东南，在乔家庄东南出境，入洸河。流域面积47平方公里，主河道长15.9公里。
北泉河 在县境西北部。发源于龟山东麓，转向南流，经山后村东、东山前村东，至邵家庄北改向西北流过魏家庄北，至周家庄南入汶上县境。流域面积135平方公里，河长16公里。为与其南另一泉河区分，按方位定名北泉河。
南泉河 在县境西南部。发源于东疏镇沙窝南，向南经东疏，过前张庄、后张庄之间，至潘家黄茂西南入汶上县境。流域面积65平方公里，河道长13公里。据说，故柳泉通此河，按方位定名南泉河。