La hidrografía de la Cuenca está formada por tres grandes sistemas hídricos: el Paraná, el Paraguay y el Uruguay, además del Río de la Plata propiamente dicho al que vierten sus aguas algunos ríos menores. El Paraguay es afluente del Paraná, mientras que este se une con el Uruguay para formar el Río de la Plata. Las áreas de drenaje de cada uno de ellos conforman las principales subcuencas del sistema.
Los ríos Paraná y Paraguay tienen un recorrido de norte a sur y forman un eje que divide la Cuenca en dos partes: hacia el este se encuentra una red fluvial densa, con ríos caudalosos, mientras que del oeste los aportes son desde planicies con bajo caudal.