Территория парка примыкает к реликтовому озеру Байкал, расположенному в центре Азии, в России, на территории Иркутской области.
Береговая линия Байкала составляет в пределах Прибайкальского национального парка 470 км (не считая островов). Берега Байкала в южной и средней материковой частях парка и на востоке Ольхона относятся в основном к типу высоких абразионно-тектонических со слабым расчленением и незначительным развитием бухт. В Приольхонье, на западе Ольхона и в крайней северной материковой части парка преобладают низкие абразионно-аккумулятивные сильнорасчлененные берега с эоловой обработкой (дюнные) и с аллювиальными отложениями (с формированием пересыпей, кос, баров, лагун и т.п.), а также ингрессионные (в основном риасовые) берега, все они — с активным бухтообразованием. В устьях основных рек господствуют аккумулятивные с абразионной обработкой, а также дельтово-фитогенные типы берегов. Среднемноголетний уровень Байкала составляет 457 м, высота волн может достигать 6 м, температура воды в открытом Байкале летом достигает +12-14°С, а в прогреваемых заливах Приольхонья доходит до +24 °С.
Территория парка покрыта хорошо развитой и равномерной сетью водотоков, только Ольхон и Приольхонье бедны ими (на Ольхоне их всего 4). Преобладают реки длиной до 10 км с горным характером.
Все реки рассекают своими глубокими долинами Приморский хребет, где и расположен их основной водосборный бассейн.
К крупным рекам относятся Голоустная (122 км), Бугульдейка (80 км), Анга (90 км), Сарма (56 км), Большая Половинная (25 км). В прибрежной полосе насчитывается также большое количество ручьев и временных водотоков. Основной источник питания рек – дождевые осадки – до 50 % годового прихода. Большинство рек района имеют низкую минерализацию вод. У рек с закарстованными бассейнами (Бугульдейка, Анга) преобладает подземное питание, а доля снегового составляет всего 18–26 %.
Характеристика рек, протекающих по территории Прибайкальского национального парка.
| Наименование рек и водоёмов | Куда впадает | Протяженность по территории нацпарка | Скорость течения, км/час | Ширина, м | Глубина,
м |
| Голоустная | Байкал | 6 | 1,9 | 15-20 | 1-2 |
| Бугульдейка | Байкал | 3 | 2,0 | 15-20 | 1-1,5 |
| Анга | Байкал | 16 | 1,5 | 15-20 | 1-1,5 |
| Сарма | Байкал | 3 | 1,3 | 15-20 | 0,8-1,0 |
| Большая Половинная | Байкал | 50 | 1,2 | 20 | 1,0 |
| Большая | Иркутское водохранилище | 20 | 1,8 | 20 | 0,6 |
| Большая Крутая губа | Байкал | 17 | 1,2 | 10 | 0,4 |
| Крестовка | Большая | 17 | 1,2 | 8 | 0,4 |
| Кладка | Иркутское водохранилище | 16 | 0,7 | 7 | 0,4 |
| Алатай | Большая | 16 | 2,2 | 10 | 0,6 |
| Малая Половинная | Большая Половинная | 16 | 1,1 | 8 | 0,4 |
| Шибартуй | Байкал | 16 | 1,3 | 5 | 0,3 |
| Слюдянка | Большая Половинная | 15 | 1,1 | 4 | 0,5 |
Все перечисленные реки непригодны для использования в качестве транспортных путей.
Остальные водотоки представляют собой русла с длиной мене 10 км, стекающие с водораздельных склонов. Всего по территории парка протекает около 150 постоянных водотоков, из них примерно 60 впадают непосредственно в Байкал.
Режим рек характеризуется устойчивой зимней меженью, высоким, четко выраженным весенним половодьем. Типичное явление на водотоках – образование наледей, приносящих серьезный урон постройкам в долинах. В отдельные годы наблюдается сплошное промерзание рек (Голоустная, Сарма) и ручьев. Максимум стока приходится на апрель, минимум – на март.
В парке имеется около 80 озер. В северной части парка распространены озера различного происхождения (дельтовые, лагунные, соровые, пойменные и др., в основном пресноводные), а в Тажеранской степи и в урочище Крестовская падь имеется более 20 карстовых и других соленых степных озер. Единственное такое озеро есть и на Ольхоне – оз. Шара-Нур.
В высокогорьях верховий р. Кочериковой встречается несколько каровых и перевальных приводораздельных озер байкало-ленского водораздела.
Болота имеют ограниченное распространение, в основном приурочены к поймам рек. Почти все они относятся к низинному типу.
Из интересных гидрологических объектов на территории парка, на наиболее высоких участках Приморского хребта, расположены минерализованные источники и гидролакколиты (бугры с зеленым ядром).
