中国水科院积极践行“走出去”战略，将中国的水利水电技术成果、以及建设和管理经验带到了世界各地，积极参与和承担了诸多国际多双边组织的科研项目，包括联合国教科文组织 (UNESCO)、联合国开发计划署 (UNDP)、欧盟、世行、亚行、和联合国环境规划署 (UNEP)；参与了许多国家和地区水利水电工程的科研、规划、咨询、设计和建设，遍布亚洲和非洲，为全球的水利水电可持续发展贡献了积极力量。

1992年亚洲开发银行与中国政府合作的中国海南省水资源开发项目现场考察

1994年中国水科院与欧共体合作项目“黄淮海平原农业可持续发展水土资源研究”

1996年中国水科院承担马来西亚Liwagu水电站设计项目

2001年中国水科院参加中英项目水资源需求管理合作协议签订仪式

2008年中英科技合作重大项目“流域洪水风险情景分析技术研究”召开交流研讨会

2009年埃塞俄比亚时任总理梅莱斯视察电站并了解H9000自动化监控系统

2011年中国水科院承担的土耳其Bayramhacil电站机电工程项目通过验收

2018年中国水科院联合举办中丹战略行业合作项目第六期水资源综合治理研讨会