Mặc dù có đóng góp rất lớn, có ý nghĩa sống còn đến phát triển kinh tế và đời sống xã hội toàn vùng, các dòng sông thuộc LVHTS Đồng Nai vẫn đối mặt với tình trạng ô nhiễm và suy thoái do chưa được bảo vệ đúng mức trước tình trạng xả thải công nghiệp và từ các khu dân cư đô thị. Bị khai thác quá mức nhưng lại chưa có biện pháp quản lý hiệu quả, một số dòng sông đang có nguy cơ bị “bức tử”…