Vườn Quốc gia Kon Ka Kinh có 3 hệ thống suối chính thuộc đầu nguồn của các con sông trong vùng, với nhiều nhánh suối nhỏ, có mật độ tương đối dày, phân bố tương đối đều. Đặc điểm của hệ thống suối nơi đây là về mùa mưa có lưu lượng nước khá lớn, mùa khô lại rất thấp.

   - Lưu vực sông Ba: Là hệ sông lớn nhất, được bắt nguồn từ các nhánh suối ở phía Bắc xã Đăk Roong, chảy theo hướng Bắc Nam, chảy qua Vườn Quốc gia tại tiểu khu 18 với chiều dài khoảng 11 km. Toàn bộ các hệ thống suối ở mạn sườn Đông Bắc, Đông Nam Kon Ka Kinh đều thuộc lưu vực của sông Ba, với diện tích khoảng 230 km². Mô đun dòng chảy trung bình toàn lưu vực đạt 22,2 l/s/km², vùng thượng lưu có lưu lượng dòng chảy trung bình năm cao 40-50 l/s/km². Hệ số dòng chảy lưu vực thấp, trung bình đạt 0,41.

   - Lưu vực sông Đăk Pne: Bắt nguồn từ nhiều nhánh suối ở sườn Tây dãy Kon Ka Kinh thuộc địa bàn xã Kon Pne, với diện tích lưu vực khoảng 144 km². Sông Đăk Pne chảy theo hướng Bắc, nhập với sông Đăk Bla tại huyện Kon Plông, chảy qua thành phố Kon Tum, nhập với sông Pô Kô, cung cấp nước cho Nhà máy thủy điện Ya Ly, thủy điện Sê San III...

   - Lưu vực sông A Yun: Bắt nguồn từ sườn Nam của dãy Kon Ka Kinh, với tổng diện tích lưu vực là 60 km².[5]