Los principales ríos de la sierra se encuentran dentro de las más importantes barrancas. Todos los de la Sierra Tarahumara, a excepción del Conchos, drenan hacia el Golfo de California; sus corrientes salen por los grandes valles de los estados de Sonoray Sinaloa. El río Conchos hace un largo recorrido por la sierra, donde nace, luego cruza la llanura y los desiertos chihuahuanses para unirse al río Bravo y salir al Golfo de México.
Mucho se ha discutido acerca de la profundidad de las barrancas del mundo, pero según el estadounidense Richard Fisher, las barrancas de Urique (con 1,879 m), Sinforosa (con 1,830 m) y Batopilas (con 1,800 m) ocupan a nivel mundial los lugares octavo, noveno y décimo, respectivamente; por encima del Gran Cañón, en Estados Unidos (con 1,425 m).
CASCADAS
De los aspectos más sobresalientes de las Barrancas del Cobre están sus cascadas, catalogadas entre las más grandes del mundo. Destacan las de Piedra Volada y Basaseachi. La primera de ellas tiene una caída de agua de 453 metros, es la cuarta o quinta más grande del mundo, y desde luego es la más alta de México. El descubrimiento de esta cascada es reciente y se debe a las exploraciones del Grupo de Espeleología de Ciudad Cuauhtémoc.
La cascada de Basaseachi, conocida desde hace 100 años, tiene una altura de 246 metros, que la ubica como la número 22 en el mundo, la 11 de América y la quinta más alta de Norteamérica. En México es la segunda. Además de estas dos, existen muchas más caídas de agua de considerable magnitud y belleza que se distribuyen a todo lo largo de la sierra.