Водный режим реки характеризуется высоким весенним половодьем и низкой меженью в остальное время года. Половодье растянуто, вследствие разновременного поступления талых вод из различных частей бассейна, и имеет своеобразную асимметричную форму гидрографа; амплитуда колебания уровня в среднем течении составляет 5-6 м. Главным притоком Урала является Сакмара, впадающая справа, у г. Чкалова. Обладая примерно в 2 раза меньшей площадью, чем Урал выше ее впадения, Сакмара тем не менее превышает по водности основную реку. Из левых притоков можно отметить Орь, Илек и Утву; рек Уленты, Калыгайты, Уил и др. маловодны, до Урала не доходят и теряются в бессточных озерах.