Реки Западной Сибири принадлежат бассейну Карского моря. Самая крупная река Западно-Сибирской равнины – Обь с притоком Иртыш. Это одна из величайших рек мира. В России она занимает первое место по длине (5410 км) и по площади бассейна (2990 тыс. км2).
Кроме Оби и Иртыша среди крупных рек региона можно назвать судоходные Надым, Пур, Таз, а также Тобол.