中线工程向河南省、河北省和天津市分别补水4.67亿立方米、3.51亿立方米和0.47亿立方米。工程沿线白河、清河、澧河等30条河流得到生态补水，沿线城市河湖、湿地以及白洋淀水面面积明显扩大，大幅度改善了区域水生态环境，受水河流重现生机与活力，部分区域地下水位有不同程度回升。作为国家战略性基础设施，南水北调中线工程在保障京津等华北地区城市供水安全的同时，也发挥了巨大的生态环境效益。
其中，在河北，此次生态补水令白洋淀上游干涸36年的瀑河水库重现水波荡漾，白洋淀淀口藻杂淀监测断面入淀水质由补水前的劣Ⅴ类达到Ⅱ类。天津市充分利用南水北调水源，为重要河湖湿地和缺水区域实施生态补水。海河水生态得到明显改善，地下水位回升。生态补水有效促进了城市水生态环境改善，中心城区环境水质明显好转，4个河道监测断面水质由补水前的III-IV类改善到II-III类。
