По территории Тунгиро-Олекминского района протекает р. Олекма с притоками Средняя Мокла и Тунгир, большинство из которых зимой перемерзают, район приравнен к районам Крайнего Севера.

Питание рек смешанное: дождевые воды 50-60%, талые снеговые 30-40%, подземные от 8-10%. Река Олекма является главным притоком в верховье реки Лены.

Озерность территории района очень низкая и составляет 0,05% при значениях этого показателя в среднем по Забайкальскому краю 0,5%. В среднем на 100 кв.км. территории района приходится около четырех озер.

Подземные воды (данные по скважине с. Тупик) на небольшой глубине в основном щелочные и обладают повышенным содержанием фтора, поэтому в районе для водоснабжения объектов и населения используется поверхностная вода ключа Серпуг и рек Бугарихта и Тунгир.

Ключ Серпуг от эвенк слова "дерпуг", что означает дословно "собирает воду с гольцов", протяжённость примерно 15 км, протекает по территории села Тупик и впадает в реку Бугарикта. Чистейшая вода применяется для водоснабжения населения. Летом ключ очень мелкий - в некоторых местах можно перешагнуть, но проявляет свой нрав после больших дождей становится бурным, размывает берега, сносит мосты - в полной силе проявляет свой горный характер. Осенью замерзая, ключ, до конца ноября "кипит", заполняя берега и пойму наледью высотой до 1 метра.