De fleste elvene i Pamir drenerer vestover til Pjandzj-elva, som munner ut i Amu-Darja, og de største av disse er Wakhan og Pamir-elva i sør, Gunt og Murghab i de sentrale deler. Kyzylsu, som kommer fra området nord for Trans-Alai i Kirgisistan, renner også etter hvert ut i Amu-Darja, via elvene Surkhab og Vakhsj. Områdene rundt grensen til Kina renner imidlertid via Tashkurgan-elva mot Yarkandelva og Tarimbekkenet i Xinjiang i Kina. Deler av området drenerer til endorheiske sjøer innen området, som Karakul og den betydelig mindre Rangkul.