Přirozená akumulace vod

Příznivé podmínky z hlediska vodnatosti místní krajiny, dané vyššími úhrny atmosférických srážek a vysokými hodnotami součinitele odtoku, byly důvodem pro vyhlášení Žďárských vrchů za chráněnou oblast přirozené akumulace vody (vládním nařízením č. 40/1978). Důležitou schopností krajiny Žďárských vrchů je také retence vody. Retencí se rozumí schopnost dočasně zadržet zejména srážkovou vodu. Na přirozené retenční schopnosti krajiny se podílí zejména rozsáhlé lesní porosty a zachovalé mokřady.

Evropské rozvodí

Chráněnou krajinnou oblastí prochází hlavní evropská rozvodnice, dělící oblast na severozápadní část, odvodňovanou řekami Chrudimkou, Sázavou a Doubravou do Severního moře a jihovýchodní část, z níž jsou odváděny vody Svratkou a Oslavou do Černého moře. Vedle těchto významnějších toků zde pramení řada drobnějších potoků, které vytvářejí poměrně hustou říční síť chráněného území. Její zvláštností jsou četná nevýrazná rozvodí s rozdělením vod do obou úmoří. Například prameny Sázavy a Svratky jsou od sebe odděleny pouze Šindelným vrchem a například vzdálenost mezi pramenem Sázavy a jedním z pramenných přítoků Svratky je jenom 1 km. Zajímavostí je, že na rozvodí byly vybudovány i některé rybníky, z nichž voda odtéká na dvě strany do rozdílných povodí. Příkladem jsou třeba rybníky Dvouhrázník u Jiříkovic nebo Barchanec u Žďírce nad Doubravou.

Významná rybníkářská oblast

Na vodních tocích oblasti, zejména v povodí Sázavy, Oslavy a Doubravy, byly od středověku budovány četné rybníky. V současné době je funkčních kolem 600 rybníků různé velikosti, z nichž největší je Velké Dářko o rozloze 205 ha a celkovém objemu 3,56 mil. m3 vody, který je zároveň i jedním z nejstarších s první zmínkou už z roku 1480.

Dědictví brutalismu

Obrovským negativním zásahem do přirozené retenční schopnosti krajiny Žďárských vrchů bylo plošné odvodnění zemědělských i lesních pozemků a regulace vodních toků. Odvodňování lesních pozemků probíhalo v minulosti často ve spojitosti s obnovou porostů po kalamitách. Lesy byly odvodněny soustavou otevřených příkopů. První velká vlna odvodňování zemědělských pozemků proběhla ve 30. letech 20. století, druhá, které předcházelo napřímení a zahloubení toků, proběhla v 70. a 80. letech 20. století. Poslední meliorace a náhradní rekultivace na území CHKO Žďárské vrchy probíhaly ještě na začátku 90. let 20. století. V současné době začíná stávající odvodnění pozemků dosluhovat.