По территории района протекают реки: Селенга (длина реки, берущей начало в Монголии, — 1024 км, в пределах района протяжённость её участка — около 50 км), Турка (272 км), Итанца (85), Ангыр (55), Кика (70), Пьяная (30), Кома (28), Большой Уналей (27), Иркилик (26), Таловка (23), Цивилей (22). Есть еще несколько небольших рек: Хаим, Метешиха, Золотуха, Красичиха, Большая речка (Покровская), Кочевная, Батуринская, Нестеровская, Манжеевка, Налимовка, Безымянка. Все эти речки и ручьи впадают в оз. Байкал.

Озеро Байкал — длина 636 км, ширина: максимальная — 81 км, минимальная — 27 км, средняя — около 50 км; длина береговой линии — 1800 км, в том числе в пределах Прибайкальского района — 124 км; наибольшая глубина — 1641 м, средняя — 731 м; площадь — 31471 кв. км; запасы воды — 23015 куб. км. На Байкале 36 островов, в озеро впадает 544 притока.

Озеро Котокель: площадь — 60 кв. км, длина — более 14 км, ширина — около 5 км. На территории района находятся также озера Колок, Малое и Большое Духовое и другие водоемы.