Stará planina je rozvodím medzi povodiamiúmoriami [[Čierne more|Čierneho]] a [[Egejské more|Egejského mora]]. Pohorím prechádza najväčšia Bulharská rieka [[Iskar]], ktorá v ňom vyformovala [[Iskarskú tiesňavu]]. Medzi ďalšie rieky, ktoré pramenia v pohorí, patrí [[Timok]], [[Arčar]], [[Lom (rieka)|Lom]], [[Cibrica]], [[Ogosta]], [[Skat (rieka)|Skat]], [[Vit]], [[Osam]], [[Jantra]] a [[Rusenski Lom]]. Pramení tu aj rieka [[Kamča]], ktorá tečie priamo do Čierneho mora. V oblasti nie je zas najviac prameňov [[minerálna voda|minerálnych vôd]],ale aj napriek tomu sa tu nachádza niekoľko [[kúpele|kúpeľných]] miest ako [[Varšec]], [[Šipkovo]] a [[Vonešta Voda]].
