Полный объем водохранилища при проектном уровне 245 метров составляет 3,26 кубических километра, что почти в 2 раза превышает среднегодовой расход Урала в створе гидроузла. Около 45 % площади водохранилища имеют глубины менее 10 метров; 24 % — более 20 метров. Водосборная площадь Урала до створа Ириклинского гидроузла составляет 36 950 квадратных километров. Среднемноголетний расход воды по этому створу — 55,4 м3/сек, колебания расхода между маловодными и многоводными годами — до 30 раз. Водообмен в водохранилище происходит в среднем один раз в два года, что приближает его режим к режиму озера слабой проточности. Колебания водности реки Урала и его притоков определяют колебания уровня водохранилища. За все годы существования водохранилища максимальная сработка до 9 метров осуществлялась в зимний период 1969-1970 годов. Среднее многолетнее понижение уровня водохранилища составляет зимой 2 метра, весной перед приемом весеннего паводка — 3-4,5 метра.