O município de Santa Filomena encontra-se inserido nos domínios da bacia do Rio Garça e em sua parte norte na Bacia Hidrográfica do Rio Brígida, ambos afluentes do Rio São Francisco. Tem como principais tributários são os riachos Grande, do Frade, do Peixe,dos Caldeirões, Mulungu, da Boa Vista, da Caipora, do Mocambo, das Piranhas e da Água Preta, todos de regime intermitente. O Município dispõe de algumas grandes barragens, tais como Zé Dodô, Amaro, Água Verde (divide com Dormentes), Inveja, Ma