Највећи ток у овој области је Јужна Морава, у коју се уливају све воде Врањске котлине. Од свог уласка у Врањску котлину на југозападу па до изласка код Владичиног Хана на североистоку, Јужна Морава је дугачка око 40 километара. Улазна тачка има надморску висину од 407, а излазна 328 метара. Према томе, укупан пад Јужне Мораве износи 79 метара, или приближно 2 метра по километру. Последица оваквог пада је стварање меандра, мртваја и обалских брежуљака.
Значајну карактеристику Јужне Мораве представља извесна асиметрија њеног слива. Она потиче од особина рељефа. У свом главном правцу југозапад-североисток, Јужна Морава прима знатно више притока с десне, југоисточне стране, а мање с леве, северозападне. С десне стране Јужне Мораве дижу се високе планине на којима се изливају веће количине талога. Ове реке имају и пространију сабирну област, па су због тога југоисточне притоке знатније. С леве, северозападне стране, Јужна Морава је ограничена нижим развођем, па је овај хидрографски центар мањи. У притоке Јужне Мораве, које прима са десне стране, спадају Кленичка, Преображењска, Требешињска, Тибушка, Бањска, Корбевачка, Јелашничка река и Врла, док се са десне стране уливају Трновачка, Вртогошка, Врањска или Градска, Моштаничка, Јовачка, Лепеничка и Калиманска река.
Главна притока Јужне Мораве у овој области је Врла. Она долази из дубљег залеђа са гребена Варденика. Најпре Врла протиче дугачком клисуром, затим улази у Масуричко поље, где прима Романовску и Масуричку реку, па се пробија кроз Прекодолску клисурицу и улива се у Јужну Мораву при њеном излазу из Врањске котлине.
Притоке Јужне Мораве углавном имају одлике планинских река. Дуге су 10—25 километара и спуштају се са земљишта високог од 1.000 до 1.900 метара у изворишним деловима на земљиште високо 400—330 метара код ушћа. Због великог пада притока, брзина воде је и ерозивно-механичка снага је јака. Ове велике разлике у паду утичу на протицање воде и поплаве. После кише стварају се токови велике ерозивне моћи, сва вода и нанос нагло се сруче у главну реку и засипају њену алувијалну раван.
Количина воде у рекама и потоцима Врањске котлине зависи од распореда атмосферских талога и од биљног покривача. Максималне кише падају у мају и октобру, док период јул—август спада у најсувљ доба Врањске котлине. Када су кишне сезоне токови набујају. Такође, када се у пролеће снег топи, потоци опет имају довољно воде. Ипак, некада је јесењи водостај већи него пролећни. Код токова чији су сливови оголели, колебање воде је чешће и изразитије. Моштаничка река, на пример, после сваке кише набуја и плави њиве у низији. Поред ње, такву особину имају и Преображењска, Буштрањска, Трновачка и Кленичка река. Поједине мање притоке у јулу и августу при ушћу су потпуно суве (Кленичка, Вртогошка река), чему доприносе и обилна наводњавања.
У Врањској котлини се често јављају поплаве у низији. Поплаве наступају када притоке наносима код ушћа зајажују Јужну Мораву. Чим се појави запрека у отицању воде, због јаке кише или наглог топљења снега, јавља се застој у отицању воде из Врањске котлине и долази до поплава. Понекад је зајаживање Јужне Мораве знатно и тада се штете од поплава протежу на велико подручје: алувијална раван се претвара у дугачко језеро.
