Der Vollzug der wasserrechtlichen Vorschriften obliegt den Wasserbehörden (§§ 92 ff. LWG).

Sachlich sind dabei entweder die unteren Wasserbehörden bei den Kreisverwaltungen und den Stadtverwaltungen der kreisfreien Städte oder die oberen Wasserbehörden bei den Struktur- und Genehmigungsdirektionen zuständig. Die oberen Wasserbehörden üben zugleich die Fachaufsicht über die unteren Wasserbehörden aus.

Den Wasserbehörden obliegt der Vollzug des Wasserhaushaltsgesetzes des Bundes, des rheinland-pfälzischen Landeswassergesetzes und den aufgrund dieser Gesetze erlassenen Rechtsverordnungen. Durch die Erteilung von erforderlichen Zulassungen oder durch die Anordnung von Maßnahmen sorgen sie insbesondere  für den Schutz des Grundwassers und der oberirdischen Gewässer, die ordnungsgemäße Abwasserbeseitigung, den Schutz vor Hochwasser und Starkregenereignissen und die nachhaltige Bewirtschaftung der Ressource Wasser.

Die Struktur- und Genehmigungsdirektionen mit ihren Regionalstellen Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Bodenschutz sind zugleich als wasserwirtschaftliche Fachbehörde für die Ermittlung der für die Ordnung des Wasserhaushaltes erforderlichen Daten, die Beratung von Maßnahmenträgern und anderen Fachbehörden sowie die Überwachung des Gewässerzustandes und der wasserwirtschaftlichen Anlagen zuständig. In diesem Bereich werden sie durch das Landesamt für Umwelt als reiner wasserwirtschaftlicher Fachbehörde unterstützt.

Als oberste Wasserbehörde übt das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, und Mobilität die Fachaufsicht über die oberen Wasserbehörden und das Landesamt für Umwelt aus. Das Klimaschutzministerium nimmt übergeordnete Aufgaben der wasserwirtschaftlichen Planung, z. B. die Aufstellung eines Wasserversorgungsplans zur langfristigen Sicherstellung der öffentlichen Trinkwasserversorgung für das Land Rheinland-Pfalz wahr.

Darüber hinaus ist die Gewährung einer nachhaltigen finanziellen Unterstützung der Kommunen im Bereich der Wasserwirtschaft eine zentrale Aufgabe.