Экологическое состояние р. Волга постоянно ухудшается за счет сброса в неё загрязненных сточных вод. Ежегодно в р. Волга на всем её протяжении сбрасывается около 200 млн. тонн отходов, и лишь 50 млн. тонн являются очищенными. Наиболее негативное влияние на водную среду оказывают предприятия жилищно-коммунального хозяйства - 84% областных сбросов и сельского хозяйства - 11%. Большой вклад в загрязнение вносит хозяйственная деятельность промышленных предприятий, расположенных на р. Волга. В г. Волгограде до сих пор имеется 37 водовыпусков в р. Волга без очистки ливневых, промышленных и хозяйственно - бытовых сточных вод. В эти водовыпуски (большая часть из которых находится на балансе МУПП «Волгоградводоканал».) кроме дождевой и талой воды в р. Волга со сточными водами попадает всё что угодно. Наблюдения за качеством р. Волга ГУ «Волгоградская ЦГМС» показали, что индекс загрязнения воды в 2005 году составил больше 1 (от 1,14 в районе г. Камышин, до 1,81 на расстоянии 20,8 км ниже плотины волжской ГЭС» и приравнивается к 3 - у классу - умеренно загрязненная вода. Река Волга продолжает оставаться загрязненной медью (3,4 ПДК), цинком (1,7 ПДК), фенолами (3,0 ПДК). В весеннее - летний период наблюдаются значительные превышения содержания нефтепродуктов. Дополнительное влияние на загрязнение реки оказывают затонувшие теплоходы и баржи. Большая проблема - донные отложения водохранилищ, в которых концентрируются тяжелые металлы. Это «бомба замедленного действия», т.к. при изменении отдельных физико-химических показателей тяжелые металлы могут включаться в пищевые цепи и циркулировать. С донными отложениями специалисты связывают и обострившуюся в водохранилищах проблему скопления сине-зеленых водорослей, которые не только ухудшают жизнедеятельность рыб, поскольку поглощают много кислорода, но и забивают водозаборы, портят отдых людей на воде. Волга не только зарастает, но и мелеет. В октябре-ноябре 2005 года в нижнем бьефе реки были зафиксированы критические отметки уровня воды. Обмеление Волги влечет не только мор рыбы, но и проблемы с водоснабжением населения, недостаток почвенной влаги для растений.