Son cuatro los ríos que de norte a sur descienden en forma paralela y conforman la red hídrica del departamento de Ica. Éstos son el Chincha, el Pisco, el Ica y el Grande, todos ellos pertenecientes a la vertiente del Pacífico.
En su descenso desde las punas andinas, estos ríos toman una dirección predominante noreste sudoeste, razón por la cual el curso principal de todos ellos proviene de las alturas del departamento de Huancavelica, aun cuando el departamento de Ayacucho también colinde con Ica. De Ayacucho proviene el río Ingenio, que por la margen izquierda entrega sus aguas al río más meridional del departamento de Ica: el Grande.
Estos ríos, de régimen irregular, alcanzan la extensa llanura costera en un corto pero torrencial recorrido. Por lo irregular de su caudal, lo amplio del valle y el uso intensivo de sus aguas en los cultivos de vid, algodón y frutales, sucede que en los meses de invierno casi ninguno de ellos alcanza a depositar sus aguas en el Océano Pacífico. Este fenómeno se acentúa más por las características de clima y suelo del departamento, las que, por otra parte, han propiciado el desarrollo de una actividad agroindustrial bastante madura y que cada día requiere mayores cantidades de agua.
El río Chincha, el más septentrional de todos, tiene apenas 138 kilómetros de longitud y desciende de manera rápida desde las alturas de la laguna de Huichinga, en la provincia de Castrovirreyna, en Huancavelica. Todo su caudal es utilizado en el riego de cultivos de algodón y vid. Siete lagunas han sido represadas en la parte alta de su cuenca de 3 250 km2 para poder administrar esos valiosos recursos.
Aun cuando nace a mayor altura (5000 m.s.n.m.), dispone de una mayor cuenca (4500 km2) y un mayor recorrido (170 kilómetros), el río Pisco posee también un régimen irregular, a pesar de que en su descenso recibe las aguas del río Castrovirreyna. Al igual que el Chincha, este río regula sus aguas mediante el represamiento de 4 lagunas en su cuenca de captación.
Tal vez el más importante de los cuatro ríos, por su mayor longitud (220 kilómetros) y generar una mayor cuenca (8300 km2), sea el río Ica. Este río, que nace en la laguna de Parinacochas, a 4 500 metros sobre el nivel del mar, recibe varios nombres en su recorrido hasta adoptar el de Tambo antes de entrar al departamento, momento en el que confluye con el Santiago y recibe el nombre de Ica, con el que desembocará en el Pacífico. Este río soporta una gran presión en el uso de sus aguas, lo que origina que, desde unos 20 kilómetros antes del océano, su curso se convierta sólo en una intención de desembocadura por lo escaso de sus aguas.
Tal vez la mayor preocupación en el valle del río Ica sea el futuro. La demanda de agua es tan grande, que se utilizan intensamente no sólo las aguas superficiales del río, sino también las del subsuelo. Ello ha producido el consiguiente descenso del nivel freático, en algunos casos de varias decenas de metros, con el consiguiente peligro de que el mencionado recurso desaparezca en un futuro no muy lejano.
La misma situación existe en el valle del río Grande, donde el uso del agua es tan intenso en la zona de Nazca, Palpa e Ingenio, que el río tampoco llega a desembocar en el mar. Se supone que en épocas pasadas el caudal de este río fue mucho mayor y por eso pudo florecer la civilización Nazca.
De norte a sur hay cuatro ríos que descienden de la sierra en forma paralela para configurar la red hidrológica de Ica: los ríos Matagente, Pisco, Ica y Grande, todos pertenecientes a la vertiente del Pacífico, aunque procedentes de las escarpadas cumbres huancavelicanas. Tienen un comportamiento irregular, alcanzando la franja costera con flujos hídricos bastante fuertes y generando valles propicios para cultivo de vid, algodón y frutales.
El rio Chincha, de apenas 138 kilómetros de longitud, desciende desde las alturas de la provincia de Castrovirreyna de Huancavelica, siendo su caudal utilizado en el cultivo de frutales. El rio Pisco posee también un régimen irregular en su recorrido de 170 kilómetros. Pero el más importante es el río Ica, con 220 kilómetros y una mayor cuenca que el resto. Nace en la laguna Parinacochas, en Huancavelica, recibiendo a su paso varios nombres, entre ellos, río Tambo poco antes de entraren territorio iqueño. Una vez unido al río Santiago, se convierte en el río Ica. El rio Grande, por otro lado, sufre tan intenso uso de sus aguas que muchas veces no llega a desembocar en el mar.
Los ríos del departamento de Ica son: Chincha Pisco, Ica y Río Grande.
El río San Juan o Chincha. Tiene su origen en la parte occidental de la meseta de Castrovirreyna, departamento de Huancavelica. Forma un amplio valle en su curso inferior donde está la ciudad de Chincha Alta.
El río Pisco. También tiene su origen en la meseta de Castrovirreyna. En su curso inferior forma un amplio valle en el que se cultiva el algodón. En su extremo occidental está la ciudad de Pisco.
El río Ica. Este río tiene su origen en la parte central de la meseta de Castrovirreyna. Su caudal se ha incrementado con las obras de represamiento y derivación de la laguna de Choclococha, en Castrovirreyna. Forma un valle interior de gran producción agrícola, especialmente de algodón y vid En su parte central se halla la ciudad de Ica.
Y el Río Grande. Tiene su origen en la parte sur de la meseta de Castrovirreyna y su caudal aumenta con el drenaje de la provincia de Lucanas en Ayacucho, formándose varios afluentes: Ingenio u Otoca, Palpa, Nazca, etc.
Los ríos de Ica aumentan su caudal durante los meses de verano (diciembre, enero, febrero y marzo) y condicionan el bienestar de la población asentada en sus provincias.