历下区地表水属小清河支流水系，境内有东泺河、柳行河、全福河、大辛河以及护城河（人工）等5条主要河流。地下水按照自然因素和水文地质条件划分，属鲁中低山丘陵北麓山前平原水文地质区双重结构，上部为第四系孔隙水含水组，其下隐伏有基岩裂隙水、岩溶水含水岩组，是熔岩水的径流排泄区，由此形成泉群地带，济南市著名泉水多汇集于此地。境内有趵突泉、黑虎泉、珍珠泉三大泉群。湖泊有大明湖、百花洲等。