Кроме упомянутых двух водохранилищ — Иваньковского и Истринского — в системе канала созданы еще 4 водохранилища: Икшинское, Химкинское, Учинское, Клязьминское. Всеми этими водохранилищами создается общий водораздельный бьеф канала, поддерживаемый на отметке 162,11 м. Основные показатели указанных водохранилищ приведены.

Иваньковское водохранилище, в основном обеспечивающее зодой всю систему канала, наполняется главным образом в весенний период при прохождении паводка. При этом излишняя вода сбрасывается вниз по течению Волги через водосливные отверстия бетонной плотины. В летний же период, когда естественный расход Волги выше с. Иваньково может быть значительно меньше перспективного расчетного водозабора в канал, происходит сработка водохранилища, л. е. питание водой канала, а также обеспечение постоянного расхода в нижнем бьефе плотины за счет запаса, накопленного в весенний период. В это время т. е. когда естественный приток меньше водозабора горизонт воды в водохранилище может срабатываться в навигационный период на 2—3 м с сохранением при этом необходимых для судоходства глубин. В зимний же период и в особенности в предвесенний период, когда судоходство отсутствует, сработка нормального горизонта водохранилища может достигнуть 5—7 т.  

Излишняя вода, сбрасываемая в нижний бьеф Иваньковской плотины, используется также на гидростанции для получения гидроэнергии.