Питание снеговое, весной сильно разливается, летом мелеет[4]. Среднегодовой расход воды — 8,23 м³/с (у деревни Нововыигрышная)[4]. Крупнейшие притоки — Балахлей, Агитка (правые), Ашлык (левый). Долина Вагая густо заселена, но крупных населённых пунктов нет. В верховьях по долине проходит железнодорожная ветка Тюмень — Омск (часть Транссиба).
Вагай впадает в Иртыш слева, на его 729 км от устья[5].
В устье реки (ныне называемым Ермакова заводь) погиб Ермак. В 5 км от фактического впадения реки Вагай в Иртыш находится рукотворное устье (называемое в народе «прорва»), прокопанное до начала 1960-х годов для удобства лесосплава. В этом месте расположено село Вагай — административный центр Вагайского района.
Код объекта в государственном водном реестре — 14010400112115300012465[5].
Примечания
↑Ресурсы поверхностных вод СССР: Гидрологическая изученность. Т. 15. Алтай и Западная Сибирь. Вып. 3. Нижний Иртыш и Нижняя Обь / под ред. Г. Д. Эйрих. — Л.: Гидрометеоиздат, 1964. — 432 с.