La ZEPA pertenece mayoritariamente a la subcuenca del arroyo Salado (16.800 has), que incluye la totalidad del complejo lagunar. El resto del área vierte sus aguas directamente a los ríos Esla y Valderaduey, ambos afluentes del Duero.
Los recursos hídricos subterráneos son muy importantes, si bien el agua existente por debajo de la cota 695 en las localidades de Villarrín de Campos, Villafáfila y Revellinos es extremadamente salobre, no siendo utilizable ni para riego ni para consumo humano.
En la zona se diferencian dos acuíferos principales, uno regional y otro de carácter local. El acuífero regional, ubicado a bastante profundidad, no posee descarga natural directa a las lagunas. El acuífero local, cuyo nivel freático se encuentra muy cercano a la superficie, está conectado directamente con las lagunas, que ocupan unas 500 has de superficie en la época de máxima inundación.
Como puede observarse en el cuadro incluido a continuación, las tres lagunas principales suman más del 80% de la superficie inundada:
Laguna Término ........... Municipal ............................ Superficie
Laguna Grande ........... Villafáfila ............................. 192 has
Laguna de Barillos ....... Revellinos y Villafáfila ........... 118 has
Laguna de las Salinas .. Villafáfila y Villarrín de Campos 70 has
hidrología
Las aguas de las tres principales lagunas presentan elevadas concentraciones de cloruro sódico, estando los sulfatos y carbonatos en proporciones minoritarias. El fitoplancton es muy pobre debido a la elevada turbidez de las aguas. El zooplancton y el meiobentos son muy diversos e interesantes, siendo Villafáfila una de las pocas localidades de la Península Ibérica donde aparece Brachinecta ferox, el anostráceo más grande del Paleártico (hasta 4 cm), que sólo ha sido citado para el resto de Europa en las estepas del este de Hungría. Se considera que la existencia en Villafáfila de esta rara especie es una reliquia preglaciar (LIMNOS, 1995).
