Hele 99,5 % av kommunen ligger innenfor Glåmas nedbørfelt. Kun 0,5 % av arealet dreneres til Klarälven-Vänern i Sverige gjennom elva Hølja. Av Glåmas sidevassdrag faller det meste av østre Elverum innenfor nedbørfeltet til enten Rena (gjennom Julussa) eller Flisa (gjennom Ulvåa og Vesleflisa). Kildemyrene til elva Kynna ligger på fjellet Høgknøsen nordøst for Sørskogbygda. Jømnavassdraget drenerer det meste av de sentrale delene av kommunen. Fra vest faller elvene Norderåa, Bronkåa, Terninga og Øksna inn i Glåma.