Trong 3 lưu vực sông có ván đề nổi cộm nhất về tình trạng ô nhiễm môi trường nước có sông Nhuệ - sông Đáy. Các chuyên gia cảnh báo, nếu không có biện pháp xử lý ô nhiễm kịp thời thì trong tương lai, nguồn nước các con sông này không thể sử dụng trong sản xuất và sinh hoạt. Vấn đề ô nhiễm môi trường lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy đã tồn tại nhiều năm, đặc biệt tại các đoạn sông chảy qua khu dân cư, các khu đô thị lớn, làng nghề. Theo kết quả phân tích của Sở TN&MT Hà Nội, tình trạng ô nhiễm môi trường nước sông Nhuệ - sông Đáy diễn biến nhanh và phức tạp. Phần lớn nước thải xả thẳng ra môi trường, khiến chỉ số chất lượng nước (WQI) của các dòng sông nội thành Hà Nội đểu ở mức ô nhiễm rất nặng.