É composta de várias pequenas e médias bacias costeiras formadas por rios que deságuam no oceano Atlântico. O trecho Norte-Nordeste engloba rios localizados ao norte da bacia Amazônica e aqueles situados entre a foz do rio Tocantins e a do rio São Francisco. Entre eles está o Parnaíba, que, ao desembocar na divisa do Piauí com o Maranhão, forma o único delta oceânico das Américas. Entre a foz do São Francisco e a divisa de Rio de Janeiro e São Paulo estão as bacias do trecho Leste, no qual se destaca o rio Paraíba do Sul. A partir dessa área começam as bacias do Sudeste-Sul. Seu rio mais importante é o Itajaí, no estado de Santa Catarina.
Bacia do Atlântico Sul – Trechos Norte e Nordeste
Vários rios de grande porte e significado regional podem ser citados como componentes dessa bacia, a saber: rio Acaraú, Jaguaribe, Piranhas, Potengi, Capibaribe, Una, Pajeú, Turiaçu, Pindaré, Grajaú, Itapecuru, Mearim e Parnaíba. Em especial, o rio Parnaíba é o formador da fronteira dos estados do Piauí e Maranhão, por seus 970 km de extensão, desde suas nascentes na serra da Tabatinga até o oceano Atlântico, além de representar uma importante hidrovia para o transporte dos produtos agrícolas da região.
Bacia do Atlântico Sul – Trecho Leste
Da mesma forma que no seu trecho norte e nordeste, a bacia do Atlântico Sul no seu trecho leste possui diversos cursos d´água de grande porte e importância regional. Podem ser citados, entre outros, os rios Pardo, Jequitinhonha, Paraíba do Sul, Vaza-Barris, Itapicuru, das Contas e Paraguaçu. Por exemplo, o rio Paraíba do Sul está localizado entre os estados de São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais, os de maior significado econômico no país, possui ao longo do seu curso diversos aproveitamentos hidrelétricos, cidades ribeirinhas de porte, como Campos, Volta Redonda e São José dos Campos, bem como indústrias importantes como a Companhia Siderúrgica Nacional.
Bacia do Atlântico Sul – Trechos Sudeste e Sul
A bacia do Atlântico Sul, nos seus trechos sudeste e sul, é composta por rios da importância do Jacuí, Itajaí e Ribeira do Iguape, entre outros. Os mesmos possuem importância regional, pela participação em atividades como transporte hidroviário, abastecimento d´água e geração de energia elétrica.