Die Bezirksregierung Köln als Obere Wasserbehörde ist Genehmigungs- und Überwachungsbehörde sowie Ansprechpartner in den Bereichen der Wasserwirtschaft und des Gewässerschutz. Organisatorisch ist das Dezernat Wasserwirtschaft (Dezernat 54) seit Mai 2024 in die Dezernate 54 A mit den Themen Wasserversorgung, Kommunale Abwasserbeseitigung, Gewerbliche und industrielle Abwasserbeseitigung, Rohrfernleitungsanlagen sowie Auskunft Wasserrechte (Wasserbuch) und 54 B mit den Themen Gewässerentwicklung, Hochwasserschutz, Stauanlagen und Talsperren, EG-Wasserrahmenrichtlinie, Gewässerunterhaltung Sieg sowie Aufsicht über Wasser- und Bodenverbände aufgeteilt.
Die Bezirksregierung Köln als Obere Wasserbehörde erstellt Bewirtschaftungspläne und Hochwasserrisikomanagementpläne für die Gewässer im Regierungsbezirk. In diesen Plänen werden Maßnahmen für die Verbesserung der Gewässerqualität, die Gewässerökologie sowie Maßnahmen zur Hochwasservorsorge und des Hochwasserschutzes zusammengefasst. Sie sind Grundlage für die alle wasserwirtschaftlichen Entscheidungen der Wasserbehörden.
Die Bezirksregierung Köln genehmigt und überwacht die Errichtung und den Betrieb von Talsperren, Abwasserbehandlungsanlagen, Anlagen der privaten und öffentlichen Wasserversorgung sowie Maßnahmen des Hochwasserschutzes und der Gewässerrenaturierung. Sie entscheidet zudem über Gewässerbenutzungen wie Abwassereinleitungen und Grundwasserentnahmen und überwacht diese in Zusammenarbeit mit dem Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV).
Desweiteren entscheidet die Bezirksregierung Köln über unterschiedliche Fördermaßnahmen in den Bereichen Abwasserentsorgung, Gewässerrenaturierung und Hochwasserschutz. Gefördert werden z.B. Maßnahmen der Kommunen oder Verbände.
Die Bezirksregierung Köln ist zudem für die Sieg von der Landesgrenze Rheinland-Pfalz bis zur Mündung in den Rhein zuständig für die Gewässerunterhaltung, den Gewässerausbau und die Gewässerrenaturierung.