海河流域年均径流量211.6 亿立方米，地区分布不均，山地年均径流深110 毫米，而平原仅57.6 毫米。太行山南段淇河、坡底、南滚龙沟，北段安各庄水库、班各庄、八道河等处径流深均在300 毫米以上。太行山西侧和燕山北侧径流深大多在100 毫米以下，其中永定河流城多在50 毫米以下。平原上的径流深则由西北向东南递减。滹沱河下游、黑龙港地区一带在25 毫米以下。
流域各河径流的变化剧烈。大部分河流有1/2 至4/5 的年径流集中在6～9 月，7、8 月形成夏汛，8 月月径流量占全年的1/4 至2/5。洪水陡涨陡落，遇数水系同时涨水，洪水更集中，峰高量大，难以控制利用，且常形成下游的洪涝灾害。年际间的变化更为悬殊，多水年洪水成灾，少水年几至断流。多水年和少水年的径流可相差5 倍。且有连续丰水和连续枯水的变化规律。水旱灾害与治理海河流域历史上洪、涝、旱、碱等自然灾害频繁而严重。据载，1368～1948 年的580 年间，曾发生旱灾407 次，水灾387 次。17 世纪以来的大洪水即发生19 次，20 世纪以来也出现了1917、1924、1939、1956、1963 年5 次特大洪水灾害。被淹县份均达百县以上，淹没耕地133.3～400万公顷不等，近400 多年间，北京被淹5 次，天津被淹8 次，最大淹没深度约3.9 米。1939 年洪水时，河北省被淹耕地面积达333.3 万多公顷，冲断了京汉、津浦铁路，受灾人口800 多万，当时天津市80％左右的地面积水1～2米，最深处达2.4 米，市内积水行船达2 月之久。1963 年洪水是一场罕见的特大洪水，水量比1939 年大两倍多，虽淹了400 余万公顷耕地，但保证了天津市和津浦铁路的安全。
从20 世纪50 年代开始治理河道，兴建水库，增辟灌溉和入海尾闾工程。共兴建大小水库1900 多座，总库客265 亿立方米，控制了山区流域面积的83％。大型水库有官厅、密云、十三陵（见明十三陵）、岗南（见岗南水利枢纽）、黄壁庄（见黄壁庄水利枢纽）、岳城、王快、西大洋、横山岭等30座，建造堤防长度4300 公里，开挖疏浚270 条支流河道，50 条骨干河道，新辟了漳卫新河、子牙新河、永定新河、潮白新河等8 条入海河道，排洪入海能力2.5 万立方米/秒，较50 年代以前提高8 倍，基本改变了海河水系上大下小，洪沥争道，清浊不分，尾闾不畅的状况，提高了防洪标准，治理了80％的平原易涝面积，初步解除了洪沥灾害。至1990 年底，共建成大中型灌区160 余处，打机井80 多万眼，总有效灌溉面积642 万公顷，不少县现已成为商品粮棉基地。同时又建成了京密引水渠和引滦入津、引滦入唐等引水工程。
在兴建水库同时，又兴建了水电站119 座，总装机容量66.28 万千瓦，年均发电量17.9 亿千瓦小时，使可发电量水能资源的1/3 得到了开发利用。经济概况流域内人口约9000 万，耕田面积约0.1 亿公顷。北京、天津均位于流域内。流域内煤、铁、石油等矿产资源丰富，工业发达，盛产小麦、棉花和各种干鲜水果，交通方便，多名胜古迹。