Отдел гидрологии – самое крупное подразделение Дунайской ГМО. В состав отдела входят 17 стационарных пунктов гидрометеорологических наблюдений. Помимо этого, специалисты отдела регулярно проводят экспедиционные исследования в дельте Дуная и на Придунайских озерах.

В работе отдела гидрологии можно выделить три основных направления: речное, озерное и морское.

Основой речного раздела работ является мониторинг гидрологического режима реки Дунай и водотоков дельты. На 10 речных гидрологических постах проводятся наблюдения за уровнем, температурой и мутностью воды, элементами ледового режима и опасными явлениями погоды. На украинском участке Дуная систематически проводятся экспедиционные исследования на т/х «Тимфей Богатырь», которые включают в себя измерения расходов воды и наносов на 22 гидростворах р. Дунай и рукавов дельты, в том числе на 5 пограничных гидростворах – совместно с румынскими специалистами. Ведутся специальные исследования стока наносов, процесса проникновения морских вод в рукава, а также наблюдения за динамикой морского края Килийской дельты.

Озерное направление представлено мониторингом гидрологического режима крупнейших Придунайских озер. Пять гидрологических постов на озерах Кагул, Ялпуг-Кугурлуй, Катлабух, Китай и Сасык, наблюдают за уровнем, температурой, мутностью воды, волнением и ледовыми явлениями. В план работы этих постов включены также метеорологические наблюдения. На самом крупном озерном комплексе Украины – Ялпуг-Кугурлуй специалисты отдела гидрологии выполняют ежедекадные экспедиционные исследования на мотокатере «Вихрь», в ходе которых проводят гидрометеорологические наблюдения на термических профилях и рейдовых вертикалях.

Морские наблюдения ведутся на постах Приморское и Усть-Дунайск. Помимо стандартных наблюдений за уровнем, температурой воды, ледовыми явлениями и волнением здесь проводятся также измерения солености воды и метеорологических параметров. Кроме наблюдений на существующих стационарных пунктах планируется возобновление рейдовых гидрологических и гидрохимических исследований устьевого взморья Дуная на экспедиционном судне «Циклон».

Основная задача инженеров отдела гидрологии состоит в обеспечении работоспособности сети наблюдений, обработки и анализа получаемых гидрометеорологических данных. Обобщенная и систематизированная информация о гидрометеорологическом режиме устьевой области Дуная заносится в базу данных Дунайской ГМО, а также публикуется в ежегодных изданиях Государственного водного кадастра и научно-технических отчетах обсерватории.