Područje Parka prirode u cijelosti pripada Jadranskom slijevu. Za područje Parka osobito su značajne rijeke Lika, Gacka i Zrmanja, čiji se sljevovi prostiru na sjeveroistočnoj strani Velebita, a zone istjecanja nalaze se u obalnom području od Novljanske Žrnovnice na sjeveru do ušća rijeke Zrmanje u Novigradsko more na jugu. Hidrogeološke karakteristike rijeke Like su potpuno različite od rijeke Gacke. Dok slijev rijeke Gacke ima tipične krške karakteristike s pojavama velikih krških izvora, najveći dio slijeva rijeke Like vezan je za površinsko ili plitko podzemno otjecanje. Zona izviranja rijeke Like je na području Metka i Mogorića, a zona poniranja u Lipovom polju. Planina Velebit zbog svoje geološke građe ima hidrogeološku funkciju barijere te se gotovo polovica planinskog masiva drenira prema slijevu rijeke Like.

Duž sjeveroistočne strane Velebita javljaju se brojni krški izvori kao npr. izvori u Počitelju, Divoselu, Brušanima i Pazarištu, gdje se formiraju lijeve pritoke rijeke Like (Počiteljica, Novčica, Otešica). Kao rezultat lokalnih pojava vodonepropusnih naslaga manje vodne pojave su prisutne i u drugim dijelovima masiva. Najveća od tih pojava je izvor u Štirovači. Na području Parka prisutne su značajne količine podzemnih zaliha kvalitetne pitke vode, te je zanimanje za njihovo iskorištavanje u porastu.

Rijeka Zrmanja i izvori u Muškovcima koriste se za vodoopskrbu grada Zadra. U visokom dijelu slijeva rijeke Zrmanje izmijenjeno je prirodno stanje, budući da su izgrađene zaustave na Ričici kao i retencija prije poniranja obje rijeke u krško podzemlje. Voda se koristi za HE Obrovac i tunelom prevodi do razine rijeke Zrmanje.

Na području Parka prirode izgrađena su dva hidroenergetska sustava: HE Senj i HE Obrovac. U slučaju HE Senj, sustav akumulacija i retencija, osim dovodnog tunela i same strojarnice u Jurjevu, smješten je izvan granica Parka prirode.

Šikić, Z. ur. (2007b): Park prirode Velebit. Plan upravljanja. Ministarstvo kulture Republike Hrvatske, Krasno.