Гидросеть в парке густая – 0,7-1,2км/100га при среднем показателе для Камчатки – 0,76км/100га. Все реки принадлежат бассейну Тихого океана. Реки парка типично горные со скоростью течения до 2,5м/сек. Территория парка включает полностью бассейны рек Ахомтен, Лиственничная, Правая, Левая и Малая Ходутка, Вестник, Желтая, почти весь бассейн рек Фальшивая, Асача, левобережье р.Ильинская.
Наиболее крупные озера - Ключевое и Штюбеля – кратерного происхождения. Озера, отшнурованные песчано-гравийными косами от заливов Тихого океана: Вайвачек, Тихое, Лиственничное. Тектоническое озеро – Лебединое. Десятки мелких озер обусловлены ледниковым моренным, холмисто-западинным рельефом. Достаточно многочисленны мелкие каровые озера.
Реки, протекающие на территории парка, относятся к бассейну Тихого океана и относятся к Восточному гидрологическому району (по западной границе парка проходит водораздел бассейна Охотского моря и Тихого океана). Большинство рек ориентировано с внешних склонов возвышенностей в субширотном направлении. Речная сеть развита довольно хорошо от 0,7 до 1,2 км/км2, при среднем для Камчатки 0,76 км/км2. Большинство рек, протекающих в парке, можно отнести к горным рекам. Истоки этих рек расположены вблизи водоразделов или в центральных районах вулканических плато. Образуются они при таянии снежников, большое участие в питании горных рек принимают подземные воды. В нижнем течении эти реки выходят на приморские низменности. В пределах Восточного вулканического района горные реки имеют быстрое (до 2,5 м/с), порожистое течение, много порогов и водопадов.
Водный режим рек в пределах парка разнообразен. Реки имеют преимущественно подземное питание (50-70% годового стока). Для всех рек этого района характерен специфический водный режим при наличии весенне-летнего половодья. То есть, за время весенне-летнего половодья, с конца мая по начало июля, проходит основная часть годового стока, от 50 до 70%. Восточный гидрологический район относится к зоне высокого стока. Средние модули стока имеют следующие величины: годового стока 25-50 л/с, минимального летнего - 20-30 л/с, минимального зимнего - 7-17 л/с. Устойчивые ледовые явления отмечаются на реках в первой декаде ноября, а ледостав устанавливается с ноября по январь. Отдельные участки рек не замерзают всю зиму вследствие разгрузки в русла подземных или термальных вод. Толщина льда достигает 70см (в суровые зимы), обычно она не превышает 30-40см. Вскрытие рек происходит с конца марта по середину апреля. Продолжительность периода с ледовыми явлениями составляет в среднем 120-140 дней. Воды рек преимущественно гидрокарбонатные, со смешанным составом катионов.
Наиболее крупные реки территории: Вилюча, Фальшивая, Асача, Правая и Левая Ходутки, Вестник.
Озера. Озера парка разнообразны как по размерам, так и по генезису. Поскольку большая часть парка лежит в Восточном вулканическом районе, множество озерных котловин имеют вулканическое происхождение. Озера вулканического происхождения можно подразделить на кальдерные, кратерные и плотинные, В кальдере обрушения расположено Ключевое озеро. В кратере вулкана находится озеро Штюбеля вулкана Ксудач. Считается, что котловина Начикинского озера - ледникового происхождения. Озеро Лиственичное - морского происхождения, оно образовалось в расширенной приустьевой части реки или в опресненных лагунах на месте морского залива, отделенного от моря песчано-галечниковыми косами и соединено с морем протоками. Небольшие озера-старицы находятся в долинах рек Асача, Правая и Левая Ходутки. Большое количество мелких озер в заболоченных нижних течениях рек Асача, Три Сестры и Вестник образованы в результате замедленного стока поверхностных вод.
Воды озер преимущественно гидрокарбонатные со смешанным составом катионов, из которых преобладает натрий и кальций, общая минерализация достигает 0,2 г/л, чаще 0,05-0,1 г/л.
Температура воды летом на поверхности и литорали озер достигает 12-16°С, но быстро падает с глубиной до 4-6°С. В мелких озерах вода прогревается до 20-25°С. Температура воды зимой на поверхности озер, подо льдом 1-2°С. Замерзание озер происходит в конце ноября, декабре, но на крупных озерах устойчивый ледяной покров не образуется. Вскрытие озер обычно происходит в мае. Большинство проточных озер имеет сходное с реками годовое изменение уровня. Наибольший подъем воды наблюдается летом, в конце июня - июле, затем следует медленный спад уровня, продолжающийся до весны, в мае наблюдаются: минимальные отметки уровней озер. Уровневый режим в озерах на побережье зависит также от приливно-отливных и сгонно-нагонных морских явлений.
Ниже мы рассмотрим более подробно озера с площадью зеркала воды более 5км .
Ключевое озеро. Расположено в кальдере вулкана Ксудач, абсолютная отметка 410м. Длина- 4км, ширина - 2км, акватория - 5,2 км2; Самое крупное бессточное озеро Камчатки, площадь водосбора - 32км2 .
Современное оледенение. Южная Камчатка характеризуется большой снежностыо, максимальной не только для полуострова, но и возможно для всей Азии, толщина снежного покрова достигает 3-4 метров. Благодаря такой аномальной снежности района на сравнительно невысоких вулканах Южной Камчатки существует современное оледенение. Кроме ледников, для района характерна высокая численность многолетних снежников. К настоящему времени обнаружено 13 ледников на территории планируемого ГПНП, они обнаружены на вулканах Вилючинский, Горелый, Мутновский. Встречаются следующие типы ледников: каровые, кратерные, карово-долинные, барранкосов и подножий. На Южной Камчатке существует тенденция к увеличению площади ледников, особенно кратерных.
Подземные воды. По широкому развитию на Южной Камчатке вулканогенных толщ четвертичного возраста и современного вулканизма, мощности обводненной толщи пород, высокой степени трещиноватости, площади распространения вулканических покровов и построек, и в конечном счете, большому запасу подземных вод описываемый район входит в особый гидрологический район первого порядка - Восточно-Камчатский вулканический супербассейн, территориально совпадающим с Восточным вулканическим нагорьем. Здесь преимущественно развиты трещинно-грунтовые, порово-грунтовые и пластово-трещинные воды четвертичных вулканогенных образований. Водоносные горизонты приурочены к потокам и покровам эффузивов, туфы и туфобрекчии иногда являются водоупорами. Кроме того, широко распространены поровые и порово-пластовые воды рыхлых пирокластических отложений четвертичного возраста, мощностью до 20м. В толщах пирокластических отложений насчитывается до 6 водоносных пластов, залегающих на глубинах до 80м. Дебиты скважин здесь составляют I -4л/с, реже до 10 л/с, дебиты источников достигают 15л/с. Для эффузивных пород характерно наличие крупных линейных и пластовых выходов вод с суммарными дебитами до 200 л/с. Восточно-Камчатский вулканический супербассейн характеризуется своеобразным химическим составом подземных вод. В зоне свободного водообмена, на общем фоне гидрокарбонатно-хлоридных вод (до 0,1г/л), выделяются приуроченные к действующим вулканам участки распространения хлоридно-сульфатных вод(до 0,4г/л). В пределах этих участков встречаются также высокотермальные, ультракислые воды фумарольного типа и азотно-углекислые термы различного состава.