Wielkopolskę wyrzeźbił lądolód. Największe znaczenie miało trzecie zlodowacenie, które zakończyło się około 12 tysięcy lat temu. Nie tylko ukształtowało ono powierzchnię ziemi, ale także sieć wodną. U czoła lądolodu płynęły potężne rzeki, a gdy zatrzymywał się on dłużej, jego topniejące wody żłobiły wielkie doliny. Tak właśnie powstały na północy Wielkopolski – Pradolina Toruńsko-Eberswaldzka, a nieco niżej, w środkowej części regionu – Pradolina Warszawsko-Berlińska. Dolinami tymi płyną rzeki – na północy Noteć i od Santoku dolna Warta, a przez region środkowy – Warta i Obra.
I to właśnie Warta, trzecia pod względem długości rzeka w Polsce (808 km), jest główną rzeką Wielkopolski. Jej źródła znajdują się na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej, w Zawierciu. Na terytorium Wielkopolski rzeka wpływa na południowym wschodzie, powyżej Uniejowa. W okolicach Koła zmienia kierunek na zachodni, w Śremie skręca na północ, dalej przebija się przez wzgórza morenowe koło Poznania, w Obornikach znów skręca na zachód i skrajem Pradoliny Toruńsko-Eberswaldzkiej płynie do Kostrzyna, gdzie wpływa do Odry.
Ciekawym odcinkiem jest Poznański Przełom Warty, w który rzeka wpływa w pobliżu Śremu. Przełom powstał w wyniku przekształcenia rynny polodowcowej w klasyczną dolinę rzeczną z terasami To południkowo przebiegający odcinek doliny Warty, o długości 45 km, rozdzielający Wysoczyznę Poznańską od Wysoczyzny Gnieźnieńskiej, a jednocześnie łączący Pradolinę Warszawsko-Berlińską na południu i Pradolinę Toruńsko-Eberswaldzka na północy. W środku przełomowego odcinka doliny leży Poznań.
Nad Wartą, w województwie wielkopolskim leżą też: Koło, Konin, Pyzdry, Śrem, Mosina, Puszczykowo, Luboń, Murowana Goślina, Oborniki, Obrzycko, Wronki, Sieraków i Międzychód, łącznie 14 miast.
Warta przez wieki była intensywnie wykorzystywana dla celów komunikacyjnych i gospodarczych. W wiekach XVI-XVIII w okolicach Poznania funkcjonowała dobrze zorganizowana sieć kanałów odprowadzających nadmiar wód z rzeki, co pozwalało wykorzystywać te wody do upraw rolnych, hodowli ryb i jako siłę napędową młynów wodnych. Meandrująca rzeka była też bardzo urokliwa krajobrazowo. Dopiero w XX wieku, aby ułatwić szybsze przemieszczanie się zanieczyszczeń do ujścia rzeki do Odry, odcięto groblami wiele jej meandrów.
W ostatnich latach, kiedy - dzięki wybudowaniu wielu oczyszczalni - znacznie poprawiono stan czystości Warty, planuje się ponowne włączenie do nurtu rzeki najmniej przekształconych starorzeczy. Dzięki temu można by wydłużyć bieg rzeki i spowolnić odpływ jej wód z obszaru stepowiejącej Wielkopolski.
W Warcie i jej dopływach, żyje obecnie 38 gatunków ryb, wśród których najczęściej występujące to płoć, leszcz, szczupak i okoń.
Zdecydowana większość Wielkopolski należy do dorzecza Warty. W tym regionie rzeka przejmuje też swoje główne dopływy – z prawej Wełnę i Noteć, a z lewej – Prosnę i Obrę. Wszystkie te rzeki mają charakter nizinny, płyną wolno, zwykle szerokimi dolinami, choć bywają miejsca, gdzie nurt podchodzi pod wyższe terasy i wówczas brzegi są strome, nawet o charakterze klifowym. Tak jest w przypadku Warty koło Pyzdr i Noteci w okolicach Czarnkowa.
