南川境内共有122条河流，这些河流均属于长江流域，并可以细分为大溪河、芙蓉江、黎香溪、綦江河等水系。其中，流域面积在50平方公里以上的河流有27条，流域面积在50平方公里以下的河流有95条。27条流域面积50平方公里以上的河流总长约为565公里。
南川最大的河流是大溪河，它是乌江的支流，发源于南平镇永安村金佛山北麓斗笠山，流域面积达到1794平方公里，其中境内流域面积约为1425平方公里，境内干流长度大约为90公里。大溪河的主要支流包括石钟溪、半溪河、龙岩江、龙川江、鱼泉河和黑溪河等。
此外，南川东南部还有芙蓉江的支流梅江和三江。