Естественный режим характеризуется весенним половодьем (апрель — июнь) , малой водностью в период летней и зимней межени и осенними дождевыми паводками (октябрь) .
Годовые колебания уровня Волги до регулирования достигали у Твери 11 м, ниже Камского устья — 15—17 м и у Астрахани — 3 м.
С постройкой водохранилищ сток Волги зарегулирован, колебания уровня резко уменьшились
Основное питание Волги осуществляется снеговыми (60 % годового стока) , грунтовыми (30 %) и дождевыми (10 %) водами.