Pojezierze Krajeńskie leży w dorzeczach dwóch rzek bałtyckich: Wisły i Odry, a przez Krajeński Park Krajobrazowy przebiega główny wododział Polski. Do systemu rzeki Wisły należą rzeki: Kamionka, Sępolenka, Krówka, Wytrych, Kicz, Lucimka (dopływy Brdy). Pozostałe: Łobżonka z wodami Lubczy, Orlej, Rokitki, wpadają do Noteci i są dorzeczem Odry. Występujące na terenie parku liczne jeziora i bagna dają początek 12 wypływającym z tego obszaru rzekom. Największym z cieków jest Orla, która bierze swój początek w torfowiskach Messy. Innym dużym torfowiskiem są Łąki Mazurskie położone w dalszym biegu Orli.
Na terenie parku znajduje się 80 zbiorników wodnych, z czego 66 jezior posiada powierzchnię powyżej 1 ha. Największe z nich to: Więcborskie (218 ha), Sępoleńskie (159 ha), Lutowskie (156 ha), Mochel (153 ha), Stryjewskie (149 ha), Witosławskie (107 ha). Do najciekawszych pod względem krajobrazowym należą akweny położone w rynnach, tworzące ciągi jezior połączone z dolinami rzek.