Missouri er delstatens største og lengste elv. Blant andre større elver i Sør-Dakota er Cheyenne, James, Big Sioux og White River. Det østlige Sør-Dakota har mange naturlige innsjøer, hvorav de fleste ble dannet under perioder med bredannelser. I tillegg danner oppdemninger av Missouri fire større reservoarer: Oahesjøen (av Oahedemningen), Sharpesjøen (av Big Bend-demningen), Francis Case-sjøen (av Fort Randall-demningen) og Lewis og Clark-sjøen (av Gavins Point-demningen).