Основными водоемами на территории Локтевского района считаются Гилевское водохранилище на реке Алей, озеро Новенькое и др.

Гилевское водохранилище – искусственный водоем, сооружен в верховьях р. Алея в 1979 г. в хозяйственно-мелиоративных целях. Расположено на территории Локтевского и Третьяковского районов. Его длина – около 20 км, ширина – 5 км. Средняя глубина водохранилища около 7,7 м, максимальная – 21 м, длина грунтовой плотины – 2,76 км. Это – самый большой искусственный равнинный водоем в Алтайском крае. По берегам водохранилища выявлено около 20 памятников археологии различных эпох. Рядом с Гилевским водохранилищем находятся населенные пункты Локтевского района Корболиха и Гилево.

На берегу Гилевского водохранилища расположена база отдыха «Дом рыбака и охотника». Водоем богат рыбой: окунь, плотва, щука, ерш, карась, язь, гольян, лещ, сазан и толстолобик; водятся раки. По берегам гнездится огромное количество уток. Северный холмистый берег у воды – пологий, а южный – песчаный и обрывистый; дно местами очень илистое.

Малые реки, прорезающие густой сетью степной район, питаются за счёт подземных источников.

Реки Локтевского района:
Алей
Ближняя Щелчиха
Грязнуха (приток Золотухи)
Дальняя Щелчиха
Золотуха (приток Алея)
Каменка (нижний приток Алея)
Камышенка
Михайловка
Солоновка (верхний приток Алея)
Сухая Речка (приток Алея)
Тушканиха
Устьянка (приток Алея)
Щелочиха

В окрестностях с. Устьянка известны 18 родников, часть из них находится в заказнике «Локтевский». В 2020 г. исследовали 5 родников в заказнике «Локтевский», 2 источника в с. Покровка, 1-на месте бывшего с. Горновка и 1-близ Локтя. Исследования показали, что родниковые воды на территории Локтевского заказника относятся к уникальным ультрапресным водам и обладают сбалансированным химическим составом, отличными вкусовыми качествами и органолептическими свойствами. Пробы исследованной воды очень низкой минерализации, относятся к нейтральным, очень мягким водам, холодным источникам.

По заключению лабораторных испытаний, исследованные пробы воды всех родников соответствуют требованиям СанПиН «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения» (из работы Ю. Ворониной «Комплексная характеристика родников Локтевского заказника». Рук. О.А. Дреер). Санитарно-гигиенические, радиологические, микробиологические показатели соответствуют нормам СанПиНа 2.1.4.1175-02.

Родники Локтевского района:
Родник «Горновский» урочище Горновка в 4.7 км северо-восточнее с. Ермошиха
Родник у с. Локоть
Святой источник Покрова Пресвятой Богородицы находится в 3 км северо-восточнее с. Покровка
Родник «Покровка» находится в 3 км северо-восточнее с. Покровка 51.199376, 81.494252
Родник «Устьянское ущелье» находится в заказнике Локтевский, в 1.5 км на северо-запад от с. Устьянка
Родник «Руль» у с. Устьянка 51.173711, 81.571788
Родник «В логе» у с. Устьянка 51.175157, 81.595523
Родник «Оазис» находится северо-западнее с. Устьянка 51.168474, 81.583238
Родник «Кадетский» у с. Устьянка 51.167025, 81.601451
Родник «Живописный» у с. Устьянка 51.155040, 81.631476
Родник «Студеный» находится в заказнике Локтевский, в 1 км севернее с. Устьянка 51.165740, 81.592126
Родник «Серебряный» находится в заказнике Локтевский, в 4.3 км северо-западнее с. Устьянка