El ambiente acuático es muy complejo, pero muy atractivo para los visitantes. está formado por numerosos glaciares, rçios, manantiales, lagos y cascadas. El glaciar Dickson está ubicado en el sector norte del Parque y da origen al lago del mismo nombre en donde el río Paine nació. La cuenca rodea todas las Montañas del Paine, con la excepción del sector noreste que está cubierto por un sector de Campos de hielo de la Patagonia (llamado el tercer polo) y la Cuenca del río Grey. El río Paine conecta varios lagos de gran belleza. Su recorrido comienza en el Lago Dickson y luego continúa a través del Lago Paine, Cascadas Paine, Lago Nordenskjöld, Lago Pehoe y Salto Grande. Al sur del Lago Pehoe hay una pieza e tierra desigual que da origen al Salto Chico y echa su aguas en el Río Paine, ellas continúan hasta el lago Toro, uno de los más grandes de la región, cuya profundidad alcanza los 350 mts. Este lago vacía sus aguas en el Río Serrano, llegando al fiordo de Última Esperanza. Después de recibir las aguas del Río Grey, Tyndall y Greikie que vienen de los glaciares y lagos homónimos, ubicados en la parte sureste del parque. Además de esta importante red de agua, el Lago Sarimiento se destaca porque es el único que carece de sistema de drenaje. Sus aguas sonde un azul intenso que contrasta con las costas blancas, lo que produce un paisaje de asombrosa hermosura.