Phương châm đào tạo kết hợp với NCKH và phục vụ sản xuất đã được triển khai rất sớm tại Khoa Thủy văn. Từ giữa những năm ngay sau nước nhà thống nhất, đã có rất nhiều giảng viên của Khoa tham gia công tác nghiên cứu, quy hoạch thủy lợi ở các địa bàn Miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ, qua đó những hợp tác giữa Khoa, Trường và các đơn vị Trung ương và địa phương đã hình thành và phát triển cho đến tận ngày nay. Những hợp tác này đã đóng góp vào sự phát triển lớn mạnh của Khoa Thủy văn. Một số hợp tác điển hình trong nước về NCKH phục vụ sản xuất và đào tạo:
Đầu những năm 1980 Khoa Thủy văn đã hợp tác với Viện Khoa học Việt Nam xây dựng bộ Atlas quốc gia đầu tiên về Tài nguyên nước, sản phẩm này là những có sở khoa học phục vụ các công tác nghiên cứu khoa học, quy hoạch phát triển trong nhiều năm.
Năm 1984-1985 Bộ môn Thủy văn Công trình đã hợp tác với Trung tâm điều độ điện Quốc gia thực hiện nghiên cứu nâng cao hiệu quả phát điện của thủy điện Hòa Bình, đây có thể coi là bước đi đầu tiên trong chuyển giao khoa học công nghệ vào sản xuất và đã được đánh giá rất cao.
Năm 1994-1997 Trung tâm Thủy văn ứng dụng và Kỹ thuật môi trường và Khoa Thủy văn đã hợp tác với Sở Nông nghiệp và phát triển Nông thôn và Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ngãi đề xuất và triển khai dự án “Đề bao Quảng Ngãi” nhằm khắc phục ngập lụt thành phố Quảng Ngãi, bảo vệ bờ sông, tạo cảnh quan môi trường, mở rộng quỹ đất. Đây được coi là một trong những dự án thành công và hiệu quả nhất của tỉnh Quảng Ngãi.
Từ năm 2005 đến nay Khoa đã hợp tác rất hiệu quả trong nghiên cứu khoa học với các đơn vị khoa học lớn trong nước như Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Viện Địa lý. Trong đó có hợp tác thực hiện các đề tài NCKHCN cấp Nhà nước.
Trong những năm gần đây hàng loạt các hoạt động hợp tác với các địa phương nghiên cứu, phục vụ sản xuất, chuyển giao công nghệ như Nam Định, Hà Nội, các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên.
Về đào tạo, năm 2008 Khoa đã hợp tác đào tạo lớp Liên thông ngành Thủy văn với Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội (38 sinh viên) từ Cao đẳng lên Đại học. Hàng năm Khoa hợp tác với Trung tâm Khí tương Thủy văn Quốc gia gửi sinh viên thực tập môn học, thực tập tốt nghiệp và nhiều cán bộ của Trung tâm đã tham gia hướng dẫn tốt nghiệp. Các Giáo sư và Phó giáo sư của Khoa thường xuyên hợp tác với các cơ sở đào tạo đại học như Đại học Đà Nẵng. Đại học Khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà nội), Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Viện Địa lý, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam trong đào tạo Thạc sĩ và Tiến sĩ.