Der er 20 søer på mindst 100 m2 i Vallensbæk Kommune. Tilsammen dækker de 31 ha, hvilket svarer til ca. 3,3 % af kommunens areal. De tre største søer er Tueholmsøen, Vallensbæk Sø og Ringebæk Sø, selv om kun hhv. 11,4 ha, 9,1 ha og 8,7 ha af søerne ligger i Vallensbæk Kommune. Mens Tueholmsøen og Vallensbæk Sø er anlagt som regnvandsbassiner, opstod Ringebæk Sø i forbindelse med etableringen af Strandparken. Alle de resterende søer er småsøer og vandhuller.
Kommunens største vandløb er Store Vejleå, som indtil 1937 dannede næsten hele grænsen til Ishøj Kommune. I dag er en stor del af åens løb flyttet mod vest, så den kun løber på kommunegrænsen fra sydkanten af Vallensbæk Mose til Strandparken. Det eneste andet større vandløb er Bækrenden, som udspringer syd for Holbækmotorvejen i Brøndby Kommune og løber ind i Vallensbæk Kommune i nordenden af golfbanen. Herfra fortsætter den vestpå til Vallensbæk Landsby, som den løber igennem, og drejer derefter sydpå til udløbet i Store Vejleå.