2004年，水利部水科学与水工程重点实验室是经水利部评审认定的部级重点实验室，依托单位为南京水利科学研究院。实验室以气候变化和人类活动影响下的水文循环响应、水资源配置、水文水资源与水环境等应用基础研究的理论创新，为解决我国洪旱灾害、水资源及水环境等水安全问题提供科学依据和决策支撑；以综合试验研究取得的重大关键技术创新，为我国水利水电、河流海岸综合治理等重大工程提供技术支持；研究并构建适合我国国情的水科学理论及方法。
实验室是我国首批博士、硕士授予权单位，建设有博士后流动站。十分重视并广泛开展国内外学术交流与合作，多次承办国内和国际学术会议，与国外有关单位建立了紧密联系，努力提高水文水资源与水利工程的基础和应用研究水平。同时，实验室还培养了一支素质较高、实践经验丰富的科技队伍。至2008年底，实验室共有95名在职人员，其中固定研究人员93人，专职技术支撑与管理人员2人。
2004-2008年期间实验室共承担各类科研任务436项，总经费32160万元。其中国家级科研项目63项，经费7370万元；部级科研项目72项，经费5043万元,国家和部省级项目经费占38.60%。人均承担科研任务339万元，其中国家级任务78万元。
获得国家级科技进步奖励 5 项，部省级科技进步奖励 34 项。实验室人员在中文核心期刊上发表论文 246 篇，被SCI、EI检索收录 81 篇。出版专著 22 部，译著 1 部。获得专利授权 15 项，其中发明专利 4 项。软件著作权 1 项。
