安定区内水系主要为黄河流域祖厉河水系。主要河流有祖厉河支流关川河、西巩河及关川河支流西河、东河、称钩河等。
西河发源于胡麻岭南北两麓，集符家川、内官营、高峰、香泉、凤翔等乡镇以及榆中县之入境水在安定区城西北侧与东河汇合为关川河。主流长67.5千米，流域面积636.87平方千米（包括境外3.12 平方千米）。
东河发源于华家岭西北麓，集宁远、杏园、李家堡、团结、香泉、凤翔等乡镇及通渭、陇西等县入境水在安定区城西北与西河汇人关川河。主流长76.7 千米，流域面积788.04 平方千米（包括境外97.2平方千米）。
关川河集东、西河之水起于安定区城西北侧。集凤翔、内官营、称钩驿、巉口、白碌、青岚山、鲁家沟、葛家岔、石峡湾等乡镇及榆中县之入境水在安定区东北关川峡红岘儿流入会宁县，至郭城驿汇入祖厉河。境内主流长104千米，流域面积2660.39平方千米（包括境外178.64平方千米）。
称钩河发源于符家川镇，经榆中县龙泉乡人安定区内称钩驿镇，集巉口等乡镇之水于巉口街西侧注入关川河。主流长34.2 千米，流域面积281.74 平方千米（包括境外45.88 平方千米）。
西巩河集石泉、宁远、李家堡、青岚山、葛家岔、新集等乡 镇及会宁县入境之水在西巩驿镇三合东流人会宁县注入祖厉河。主流长34.5 千米，集水面积728.47平方千米（包括境外5.5 平方千米）。
黑窑沟集新集、葛家岔、石峡水分数支出境会合于会宁县汇入祖厉河。主流长12 千米，集水面积238.4平方千米。
马营滩河集高峰乡安定区境长梁外侧及从临洮县入境之水入新泉河（属渭河水系秦祁河流域）。主流长6.3 千米，境内集水面积28 平方千米，境外2平方千米。