偏关县属黄河水系，主要有黄河支流的关河、县川河、杨家川河，除黄河外，其它河流一般均呈东北——西南发育。偏关县大部隶属关河和县川河流域。
黄河
发源于青海省巴颜喀拉山，从偏关万家寨镇老牛湾村入境至天峰坪镇寺沟村出境，境内长32公里，流经两镇，15个自然村。
关河
发源于平鲁县利民沟，由偏关县老营镇贾堡村入境，由东向西横贯老营镇、陈家营乡、窑头乡、新关镇，从天峰坪镇关河口村直接流入黄河，全长154公里，流域面积2040平方公里，年经流量5900万立方米，其中清水河流量0.3立方米/秒，汛期在7-9月份，最大洪峰流量2140立方米/秒，多年平均输沙量1585万吨。境内长68公里，流域面积1151平方公里，河谷高程为1312-890米，河道比降5.1%，明国二十六年—1984年河流水量充足，从1985年陈家营乡高家湾村以上出现断流至今。
县川河
分为南、北两支，北县川河，发源于南堡子乡上井坪沟，流经尚峪、楼沟两乡，从楼沟乡磨老洼村进入河曲土沟而直接注入黄河，境内长39.3公里，流域面积2421.1平方公里，河谷高程145-1208米（尚峪至磨老洼段），沟道比降9.5%，为季节性河流。南县川河发源于神池县为过境河，流域面积165.3平方公里，河谷高程为1230-1207米（西峪—塔子会），属季节性河流。
杨家川河
发源于内蒙清水河县，流经万家寨镇的7个自然村，于老牛湾注入黄河，河谷高程998—973米（水门塔至河口段），其清水源于水门塔村，由泉水汇流而成，源头处清水流量为1728吨/日，至河口处达20000吨/日以上。现以断流。