Протягом 1992-2001 років укладено двосторонні міжурядові угоди з питань водного господарства на прикордонних водах з усіма суміжними країнами (Польща, Білорусь, Молдова, Румунія, Словаччина, Угорщина) в основу яких покладено положення Конвенції з охорони і використання транскордонних водотоків і міжнародних озер.
Угоди охоплюють широкий спектр питань: управління водними ресурсами та їх використання, захист від шкідливої дії вод, моніторинг якості вод, обмін інформацією, вишукувальні та проєктні роботи, водогосподарські та водоохоронні заходи тощо.
Для практичної реалізації та забезпечення виконання міжнародних зобов'язань України у галузі водного господарства на прикордонних водах постановою Кабінету Міністрів України від 10 березня 2017 року № 126 «Про призначення Уповноважених Кабінету Міністрів України з питань співробітництва на прикордонних водах та їх заступників» (із змінами) були призначені Уповноважені Уряду України з виконання вищезазначених міжурядових угод та їх заступники.
Крім того, у рамках реалізації Угод створено відповідні двосторонні робочі групи.
Для вирішення актуальних питань співробітництва, на постійній основі здійснюється співпраця з відповідним компетентними органами суміжних країн.
З Республікою Молдова, крім Угоди між Урядом України та Урядом Республіки Молдова про спільне використання та охорону прикордонних вод, підписаної 23.11.1994, співпраця здійснюється також у рамках Договору між Кабінетом Міністрів України та Урядом Республіки Молдова про співробітництво у сфері охорони і сталого розвитку басейну річки Дністер, ратифікованим Законом України від 07.06.2017 № 2086-VIII. Метою цього Договору є створення правових і організаційних умов співпраці для досягнення раціонального й екологічно обґрунтованого використання і охорони водних та інших природних ресурсів і екосистем басейну річки Дністер на користь населення і сталого розвитку держав Договірних Сторін. Для досягнення цілей цього Договору Договірними Сторонами створено Комісію зі сталого використання і охорони басейну річки Дністер (Дністровська комісія), яка є органом міждержавної співпраці Договірних Сторін у сфері охорони, сталого використання і розвитку басейну річки Дністер.
Україною ратифіковано низку міжнародних конвенцій, пов’язаних з водними ресурсами, зокрема Конвенцію з охорони і використання транскордонних водотоків і міжнародних озер та Конвенцію щодо співробітництва по охороні та сталому використанню ріки Дунай (Конвенція про охорону ріки Дунай), Конвенцію про оцінку впливу на навколишнє середовище у транскордонному контексті, Рамкову конвенцію про охорону та сталий розвиток Карпат.
Україна доєдналася до Протоколу про воду та здоров'я до Конвенції про охорону та використання транскордонних водотоків та міжнародних озер. Мета цього Протоколу полягає у тому, щоб на всіх відповідних рівнях, як у загальнодержавному масштабі, так і у транскордонному та міжнародному контексті, сприяти охороні здоров'я та благополуччю людей на індивідуальній та колективній основі згідно з принципами сталого розвитку шляхом удосконалення управління водними ресурсами, включаючи охорону водних екосистем, а також шляхом попередження, контролю і зниження ступеня поширення захворювань, пов'язаних із водою.
Важливим елементом міжнародного співробітництва є участь у проєктах міжнародної технічної допомоги.
Так, протягом 2016-2021 років за підтримки Європейського Союзу реалізовувався проєкт «Водна ініціатива плюс Європейського Союзу для Східного партнерства» (EUWI+4EaP) – результат 2 та 3. Проєкт спрямований на поліпшення управління водними ресурсами в країнах Східного партнерства, зокрема, транскордонних річок. Приведення водної політики та стратегії країн Східного партнерства у відповідність до Водної Рамкової Директиви ЄС та багатосторонніх екологічних угод та принципів інтегрованого управління водними ресурсами.
Одним із головних результатів проєкту є підготовка проєкту Плану управління річковим басейном Дніпра 2025-2030 (частина 1).
Впродовж 2017-2021 років реалізовувався проєкт Глобального екологічного фонду «Сприяння транскордонному співробітництву і комплексному управлінню водними ресурсами в басейні річки Дністер».
31 березня 2021 року Республіка Молдова та Україна підписали спільну заяву, якою схвалили Стратегічну програму дій (СПД), спрямовану на те, щоб 8 мільйонів жителів басейну річки Дністер між двома країнами отримали вигоду від спільних зусиль в сфері екологічно безпечного використання води та інших природних ресурсів й екосистем у регіоні. З результатами проєкту можна ознайомитися на сайті Дністровської комісії за посиланням
https://dniester-commission.com.
Координатором проєктів ОБСЄ в Україні у 2020 році впроваджено проєкт ОБСЄ «Зміцнення спроможності для моніторингу та управління водними ресурсами на сході України».
У 2021 році співпраця з Координатором проєктів ОБСЄ продовжиться у рамках проєкту «Підтримка планування управління водними ресурсами на сході України». Проєкт спрямований на підтримку заходів з підготовки елементів ПУРБ Дону та покращення планування управління водними ресурсами на сході України. Зокрема, проєкт надаватиме підтримку у розробленні програми заходів для досягнення екологічних цілей щодо збереження та використання водних ресурсів басейну Сіверського Дінця та підготовці рекомендації з покращення міжвідомчої координації для реагування на небезпеки регіону, пов’язані з водним сектором.
Агентством у 2020 році підписало Меморандум про взаєморозуміння з Дитячим фондом ООН «ЮНІСЕФ», спільна мета якого: досягнення доброго екологічного стану вод, забезпечення доступу до безпечної питної води, зменшення екологічних ризиків для всіх дітей.
Спільно з угорськими партнерами реалізовувався проєкт «Зміцнення транскордонної безпеки спільними заходами, спрямованими на запобігання паводків та затоплення внутрішніми водами у межиріччі річок Тиса-Тур» (SAFETISZA). Проєкт спрямований на зміцнення стабільності регіонів на прикордонній території України та Угорщини шляхом впровадження комплексної протипаводкової діяльності, що призведе до посилення адаптації до кліматичних змін та покращення спільного управління стихійними лихами в басейні р. Тиса.
Спільно із словацькими партнерами реалізовувався проєкт «Спільні заходи з попередження природних катастроф у транскордонному басейні р. Уж» (FloodUZH), мета якого є використання сучасних інформаційних технологій для управління паводковими ризиками та засухами у спільному транскордонному басейні р. Уж.
Проєкти SAFETISZA та FloodUZH продовжать впроваджуватися і у 2021 році.
Реалізація даних проєктів сприяє посиленню транскордонного управління водними ресурсами Дніпра, Дністра, Дунаю (суббасейн Тиси), Сіверського Дінця, а також підготовці елементів планів управління зазначених басейнів річок та зменшенню ризиків затоплення, зокрема у басейні р. Тиса.
Відповідно до рішення Спільного керівного органу Програми транскордонного співробітництва Європейського Інструменту Сусідства (ЄІС) Угорщина-Словаччина-Румунія-Україна 2014-2020 від 30.04.2021 Верхнє-Тисайською дирекцією водного господарства підписаний Грантовий контракт з реалізації проєкту «Створення транскордонної мережі моніторингу якості води у басейні Верхньої Тиси з подальшим розвитком і модернізацією спільної українсько-угорської гідрографічної телеметричної системи» (TiszaMonitorNet), у якому БУВР Тиси виступає партнером. Строк реалізації 2021-2023.
Мета проєкту – реконструкція та розширення існуючої мережі споруд спільної українсько-угорської АІВС «Тиса» з обох боків кордону задля вчасного попередження та реагування на надзвичайні ситуації пов’язані з якістю та кількістю води шляхом вдосконалення системи моніторингу на верхній ділянці річки Тиса.
Здійснюється співпраця з Міжнародною комісією із захисту р. Дунай (далі - МКЗД). Представниками Агентства, та водогосподарських організацій які належать до сфери його управління, беруть участь у засіданнях робочих груп МКЗД: експертна група з протипаводкового захисту, експертна група роботи з громадськістю, експертна група інформаційного менеджменту та ГІС.