Os recursos hídricos a utilizar na exploração deste Aproveitamento têm como principal origem a albufeira criada pela Barragem de Odivelas, na Ribeira de Odivelas. O sistema tem ainda três albufeiras, criadas respetivamente pela Barragem de Monte Marmelo (na Ribeira do Cavalhosinho), Barragem de Monte Branco (no Barranco do Monte Branco) e por a Barragem da Lagoa Vermelha (no Barranco da Lagoa Vermelha), que recebem água a partir da Barragem de Odivelas e funcionam como reservatórios de compensação e regularização dos caudais aduzidos pelo Canal da 2.ª Fase (“Infraestrutura 12”), que deriva do Canal Condutor Geral (CCG). Existem também dois reservatórios de compensação, não abrangidos pelo Regulamento de Segurança de Barragens (RSB), alimentados pelo CCG, Reservatório do Bloco III e o Reservatório do Bloco IV, que fornecem as respetivas estações elevatórias. De referir que a albufeira da Barragem do Alvito, localizada a montante da Barragem de Odivelas, também na Ribeira de Odivelas, embora não pertença ao AH de Odivelas, mas reserva um volume anual para este aproveitamento. Estes recursos hídricos superficiais localizam-se na bacia hidrográfica do Rio Sado, pertencente à Região Hidrográfica do Sado e Mira (RH6).