La totalidad del Área Protegida hace parte de la gran cuenca del rio Atrato, el cual lo atraviesa en dirección sur norte en su recorrido hacia el Golfo de Urabá, el río cruza el área protegida en una distancia aproximada de 35 km. El sistema hidrológico del Parque hace parte baja de la cuenca del río Atrato. En el Alto de la Guillermina y serranías adyacentes nace un complejo de sistema de corrientes de agua que se distribuye en forma dendrítica. Los principales ríos del Área Protegida son Cacarica, Tendal, Tilupo, Peye, Perancho a los cuales se encuentran saltos de singular belleza como los saltos de El Tilupo, Tendal, Tendalito y La Tigra.

Ciénagas de Tumaradó. Conformadas por cuatro cuerpos de agua, ciénagas: La Primera, La Reina (la de mayor extensión, con 1400 ha aproximadamente), Cienaguita y La última, interconectados entre sí y con el Atrato por un canal natural, forman un complejo de unas 2500 ha aproximadamente.

Ciénaga de Cacariquita. Es un cuerpo de agua ubicado al lado izquierdo del Atrato, entre Puente América y Sautatá, tiene la forma de un pie y al interior del cuerpo de aguase encuentra una formación vegetal que desde el aire se ve con figura redondeada perfecta;  varios fotógrafos la han renombrado como “La Huella de Díos”.

Planicie inundable del Atrato. Conformada por un área aproximada de 32,200 ha, se caracteriza por ser una zona plana, con extensas coberturas de arracachales, panganales, bosque alto denso inundable y herbáceas de poca altura.