天塩川
全長256 kmは北海道内では石狩川に続き2番目の長さで、日本国内でも4番目の長さとなる長流河川であるが、大きな支流が少ないため、流域面積は5,590 kmで国内10位にとどまる。和人入植以来、数次に渡り流路変更などの河川改修を行ってきた結果、その全長は明治時代以前の河川改修前より大幅に短くなっている。下流部を中心に河川改修跡である三日月湖が沿川に数多く見られるが、河口から158 kmまで堰などの川を横断する工作物が設置されておらず、また、コンクリートの護岸工事の実施箇所が少なく、自然のままの護岸が多く残されていることが特徴となっている。
国土交通省直轄ダム
石狩川以外では日本第4の大河である天塩川水系で本流に岩尾内ダムが1971年（昭和46年）完成。十勝川水系では電源開発による十勝糠平系電源一貫開発計画により糠平ダム（音更川）などの水力発電事業が先行していたが、1962年（昭和37年）の大水害を契機に十勝川水系の総合開発計画が実施され、本流に十勝ダム、支流札内川に札内川ダムが完成したほか、十勝川中流部の洪水流下阻害要因となっていた千代田堰堤地点の流下能力強化を図るため放水路である千代田新水路と、水路の水位調節を図る千代田分流堰が2006年（平成18年）に完成した。またオホーツク海に注ぐ常呂川では北見市などの治水安全度と上水道供給向上を目的に鹿ノ子ダム（常呂川）が、日高では沙流川流域に二風谷ダム（沙流川）、清流として知られる後志利別川には美利河ダムがそれぞれ完成している。留萌川水系では1988年（昭和63年）の洪水で留萌市全世帯の4分の1が浸水した大水害を契機にダム計画が進められ、支流のチバベリ川に留萌ダムが完成している。