На мелкосопочнике немало рек, наиболее крупные из них - Есиль, Нура, Сарысу, Селеты, Шидерти, Токырау. Реки питаются в основном за счет весеннего снеготаяния. В половодье они выходят из своих берегов и образуют широкую пойму. В летние месяцы реки мелеют, образуя плесы и старицы, часто их русла пересыхают. Постоянный сток наблюдается только на Есиле.
Для обеспечения пресной водой этого региона был построен канал Ертыс-Караганда. В Сарыарке много соленых озер. Пресноводные озера располагаются главным образом в районе Кокшетауской возвышенности - это Боровое, Щучье, а также Кургальжин. Участок целинной степи, озера Кургальжин и Тенгиз и прилегающие к ним участки образуют территорию Кургальжинского заповедника.