石油河在玉门市水文站以上流域面积为650平方公里。该站1978-1981年4年实测水文资料，石油河年平均径流量为0.3618亿立米。其中冰川融水占13%，其余水量主要靠降水补给。该河水年内分配极不均衡，来水量1－3月份占总径流量的7%，10－12月占9.7%，4－6月占26%，7－9月占57.3%，平时流量较小，6－8月为洪水期。

豆腐台以上流域面积为656平方公里，多年平均流量为1.16秒立方米，年径流量3660万立方米。在赤金堡以上集水面积2890平方公里，年平均流量1.46秒立方米，年径流量4580万立方米。

由于特殊的地形和河道特点，石油河洪水时间短、流量大，经常造成灾害。民国三十二年（1943）7月，祁连山区连降阴雨，引起山洪暴发，地处石油河畔的炼油厂被冲毁，7人死亡。1970年6月7日23时25分，老君庙油田31号井区发生地表塌陷。塌陷区长500米，宽150米，下沉最大深度20米。石油河河岸斜坡河床下滑20米。该区9口油井停产，地面设备遭受不同程度破坏。

1960年代－1980年代，随着工业的发展，水污染日趋严重。由于玉门市区（老市区老君庙镇）工业布局不尽合理，不少厂矿单位设置在石油河沿岸，每年排放污水量为600多万吨，污水流人石油河，造成石油河水的污染。