Rajono žemėmis teka Venta (41,7 km), Dubysa (17,2 km). Gana tankus upių ir upeliukų, dažniausiai įtekančių į Ventą ir Dubysą, tinklas. Natūraliomis ir melioratorių tiesintomis vagomis per rajoną teka 35 upės, kurių bendras ilgis – 474,4 km.

Tyvuliuoja 27 natūralūs ežerai, yra dirbtinai patvenktų ežerų (Talšos, Geluvos, Ginkūnų), 51 dirbtinis tvenkinys, veikia karpius auginantis žuvininkystės ūkis.

Daugelio ežerų ir tvenkinių pakrantės mėgstamos poilsiautojų. Didžiausias vandens telkinys – beveik Šiaulių mieste telkšantis, vienas didžiausių šalyje Rėkyvos ežeras. Kiti ežerai daug mažesni:Gudelių, Paežerių, Kairių, Bijotės.

Miškingumas 31,8 % - ošia dideli Gruzdžių, Gubernijos, Gulbinų, Rėkyvos miškai. Rajonas turtingas medžioklės ūkiui tinkamais miškais.

Kurtuvėnų regioninio parko (www.kurtuva.lt), kurio dalis yra rajono teritorijoje, kraštovaizdis vertingas moksliniu, rekreaciniu ir pažintiniu požiūriu. Čia vystomas kaimo ir ekologinis turizmas, yra įsikūręs, įvairias paslaugas teikiantis žirgynas, veikia jojimo mokykla.