一、南水北调的工程自提出后就引起了社会广泛的争论，反对者主要认为南水北调工程耗资巨大，涉及大量的移民问题，调水量太少，发挥不了经济效益，调水量过多，枯水期可能会使长江的水量不足，影响长江河道的航运，长江口的咸潮加深，更有可能引发长江流域自然环境生态危机。
二、南水北调工程实施后，长江三峡水利枢纽工程原有的蓄洪、发电作用出现了较大争议。三峡工程和南水北调的同时作用，可能会对长江中下游地区产生难以估量的影响（包括生态和航运），尤其是在旱季和枯水期。
三、因为2010年初的中国西南大旱，中国水利水电科学研究院水力学所总工及灾害与环境研究中心总工刘树坤对南水北调工程提出了质疑。他认为，西南这次出现百年难遇的干旱，应该对水文资料重新修订，对干旱出现频率，可能性都要重新评估。
四、南水北调中线工程河南省近33万人搬迁，搬迁给移民生活带来颠簸动荡。有些移民因为得到的补偿款不足，在买下政府提供的住房之后，所剩款项只能购置一小块耕地。
五、南水北调成本已经高于现有的海水淡化成本，目前最低的海水淡化成本约为3元，南水北调目前成本约为10元，另有报道称已经达到18元。
六、2011年上半年，三峡下游三省湖南、湖北、江西遭遇史无前例旱情，仅湖北省就有1300余座水库低于死水位。鄱阳湖、洞庭湖、洪泽湖水位严重偏低，我国最大的淡水湖只剩下水域面积的十分之一，这一系列事件引起社会各界对三峡大坝的广泛质疑。
