Una de las características importantes del Parque, es que en él nacen gran cantidad de ríos y quebradas que alimentan al río Samaná Sur y el río La Miel, los cuales drenan al Río Grande de La Magdalena, constituyéndose así en una importante estrella hidrográfica en el Oriente Caldense. Entre los ríos y quebradas de mayor importancia que nacen en el Parque se pueden mencionar los ríos: Hondo, Tenerife, San Antonio (CORPOCALDAS 2001) y el río Moro.

Cuenca del Río La Miel: cuenta con una superficie de 117.013,14 ha, de las cuales el 21,4% corresponde a Pensilvania, 1,4% a Manzanares, 5,2% a Marquetalia, 44,2% a Samaná, 16,8% a Norcasia, 3,8% a Victoria, 3,9% a Sonsón y 3,5% a La Dorada (CORPOCALDAS y Unión Temporal Rio La Miel 2016). Su drenaje principal es el río La Miel que nace en el Municipio de Pensilvania y desemboca en el Río Magdalena en el Municipio de La Dorada (CORPOCALDAS 2001). La Hoya del río La Miel es el cauce fluvial más importante del Oriente caldense por su extensión y su potencial en la generación hidroeléctrica. Cubre 1105 km2 con un caudal de 82 m3/s, corre entre los 3500 y 160 msnm, con una longitud aproximada de 68 km desde el nacimiento hasta el sitio de presa de Miel I. Su pendiente general es del 4% y tienen un área de drenaje aproximada de 700 km2. Sus principales afluentes son los ríos Moro y Tenerife que nacen al interior del Parque además de sus respectivos tributarios.

Cuenca del Río Samaná Sur: colinda por el Norte con el Departamento de Antioquia, tiene una extensión de 452 Km2 (el 6% del territorio departamental) y un área de 44.408 ha de las cuales 48% corresponden a Pensilvania y el 52% a Samaná; su drenaje principal es el Río Samaná que desemboca en el Río La Miel (CORPOCALDAS 2001). El Río Samaná Sur nace en cercanías del sector La Brigada en límites con el Municipio de Salamina. Su principal afluente es el Río Hondo y sus respectivos afluentes que nacen al interior del Parque.

Sector Florencia (Río Manso, Rio Hondo, Rio San Antonio, Quebradas como: las Mercedes, San Lucas, Chupadero, Riachuelo o malpaso, la Bretaña, Pósitos).

Sector Samaná (Rio Moro, Quebradas como: el Quindío, El Diamante, San Rafael, Manizalito, la Amoladora o Santa Isabel, la bocana, la Moravia y San Miguel.

Sector Pensilvania (Rio Tenerife, Quebradas como: Quebrada Negra, la Combia, las Mercedes, la Rica, Honda, el Rosario, Cajamarca, San Francisco, la Sonadora.

La distribución y el régimen de lluvias, con ausencia de períodos secos marcados, constituyen la ventaja comparativa de la región para el desarrollo de los proyectos hidroeléctricos y explica la existencia en la región de dos cuerpos de agua de magnitud considerable, como son la represa La Miel I y la Laguna de San Diego.