Питание преимущественно снеговое, а также подземное и дождевое; за весеннее половодье (март—июнь) проходит более 62,6 % годового стока, летом и осенью — 28,3 %, зимой — 9,1 %. Размах колебаний уровня до 8 м в верховьях и 7 м в низовьях. Средний расход у Камской ГЭС 1630 м³/сек, у Воткинской ГЭС около 1750 м³/сек, в устье около 3500 м³/сек, наибольший около 27 500 м³/сек. Замерзание сопровождается обильным образованием внутриводного льда и ледоходом от 10 до 20 суток. Ледостав с начала ноября в верховьях и конца ноября в низовьях до апреля. Весенний ледоход от 2—3 до 10—15 суток.