Kraj Vysočina je rozdělen hlavním evropským rozvodím do úmoří Severního a Černého moře. Do Severního moře je odvodňována západní část kraje - území okresu Havlíčkův Brod a části okresů Pelhřimov, Jihlava a Žďár nad Sázavou. K úmoří Černého moře patří východní část kraje - okres Třebíč a části okresů Pelhřimov, Jihlava a Žďár nad Sázavou.
Řeka Sázava pramení v oblasti Velkého Dářka (mapa). Mezi nejkrásnější úseky Sázavy patří peřeje na Stvořidlech (mapa) mezi Světlou nad Sázavou a Ledčí nad Sázavou. Největším přítokem Sázavy z levé strany je Želivka, na které byla vybudována vodní nádrž Švihov (mapa). V severní části kraje náleží do úmoří Severního moře řeka Doubrava.
Největší část Vysočiny odvodňuje řeka Jihlava pramenící v Javořické vrchovině (mapa). V jihovýchodní části kraje byly na řece Jihlavě vybudovány vodní nádrže Dalešice (mapa) a Mohelno (mapa). Největším levostranným přítokem Jihlavy je Oslava, pravostranným Rokytná.
Pod Žákovou horou ve Žďárských vrších pramení řeka Svratka (mapa). V horní části toku je Svratka hraniční řekou mezi Čechami a Moravou. Na řece Svratce byla vybudována vodní nádrž Vír (mapa), která je významnou zásobárnou pitné vody. Největším pravostranným přítokem Svratky je Loučka.
Jižní část Vysočiny patří k povodí Dyje. Řeka Dyje vzniká soutokem Moravské Dyje, která pramení v Jihlavských vrších (mapa), a Rakouské Dyje na území Rakouska. Největšími levostrannými přítoky Dyje z Vysočiny jsou Želetavka a Jevišovka.
Mezi městy Světlá nad Sázavou a Ledeč nad Sázavou teče řeka romantickým úsekem nazvaným Stvořidla. Sázava zde protéká hlubokým údolím a díky balvanitému řečišti vytváří četné peřeje. Podle pověsti balvany rozházel oklamaný čert, kterému svou duši upsal sedlák z nedaleké vesnice za to, že pro něj čert bude 10 let pracovat. Když se však lhůta chýlila ke konci, sedlák svůj slib nedodržel a jeho žena vykropila celé stavení svěcenou vodou. Čert na sedláka nemohl, a aby se mu alespoň pomstil, rozhodl se na jeho pole rozházet velké balvany. Naplnil si plný pytel a letěl k sedlákovu hospodářství, avšak nad Sázavou mu došly síly a musel balvany vysypat.
Na území Stvořidel byla vyhlášena stejnojmenná přírodní rezervace. Pro značný spád řeky a dobrodružný ráz patří Stvořidla mezi vyhledávaná vodácká místa. Zajímavým zážitkem je i jízda "Posázavským pacifikem", jehož trať vede údolím Sázavy.