Bằng nguồn kinh phí của Trung ương, nhiều công trình thủy lợi nhỏ và vừa trên địa bàn tỉnh đã được đầu tư hoàn thành và đưa vào sử dụng như: hồ Sông Quao, hồ Cà Giây, hồ Lòng Sông. Vốn ngân sách tỉnh tập trung đầu tư các công trình thủy lợi nhỏ như: kênh tiếp nước Cẩm Hang, kênh Bắc Ba Bàu, kênh Sông Linh - Suối Thị, hồ Đu Đủ, đập dâng Ba Bàu, hồ Đá Bạc, các trạm bơm: Mê Pu, Đa Kai, Bắc Ruộng, Huy Khiêm, Lạc Tánh, Đức Tài…. Đến nay, hầu hết các công trình thủy lợi đều phát huy tối đa năng lực thiết kế (đạt trên 40.000 ha), từng bước mở rộng diện tích sản xuất nông nghiệp được tưới, đáp ứng tốt nhu cầu nước sinh hoạt cho nhân dân, cải thiện môi trường sinh thái tại các vùng khô hạn: Hàm Thạnh, Hàm Kiệm (huyện Hàm Thuận Nam), Hàm Liêm, Hồng Sơn (huyện Hàm Thuận Bắc), Vĩnh Hảo (huyện Tuy Phong), địa bàn huyện Bắc Bình… Các công trình thủy lợi từng bước được đầu tư nối mạng, góp phần điều hòa nguồn nước phục vụ sản xuất nông nghiệp; đáng chú ý, hệ thống thủy lợi Sông Quao đã phát huy vượt năng lực thiết kế (10.000 ha/8.120 ha). Nhiều trạm bơm, hồ chứa nhỏ, đập dâng được đầu tư nâng cấp, góp phần mở rộng diện tích sản xuất nông nghiệp, tăng diện tích gieo trồng cây lương thực hàng năm từ 98.300 ha (năm 2001) lên 116.000 ha (năm 2007); nâng diện tích gieo trồng được tưới hàng năm từ 65.260 ha (năm 2001) lên 70.000 ha (năm 2007). Riêng vụ Đông Xuân, tổng diện tích gieo trồng liên tục tăng lên từ 24.075 ha (vụ Đông Xuân năm 2001 - 2002) lên 35.496 ha (vụ Đông Xuân 2007 - 2008), trong đó: diện tích trồng lúa đạt 27.121 ha/20.260 ha, bằng 133% kế hoạch.
Các công trình thủy lợi được đầu tư đã góp phần đẩy mạnh chuyển dịch cơ cấu cây trồng, tăng sản lượng lương thực của tỉnh, từ 350.000 tấn (năm 2001) lên 539.300 tấn (năm 2007), bình quân tăng trên 27.000 tấn/năm; trong đó, sản lượng lúa tăng từ 321.402 tấn (năm 2001) lên 434.615 tấn (năm 2007); năng suất lúa tăng từ 36,8 tạ/ha (năm 2001) lên 45,08 tạ/ha (năm 2007); thanh long tăng từ 184 tạ/ha (năm 2001) lên 216,76 tạ/ha (năm 2007), góp phần đảm bảo an ninh lương thực của tỉnh. Đáng chú ý, từ khi công tác thủy lợi miền núi được quan tâm đầu tư, kết hợp với công tác khuyến nông, đa số các hộ đồng bào dân tộc thiểu số đã nắm vững kỹ thuật trồng lúa nước, bắp lai với năng suất khá cao (lúa 45 - 50 tạ/ha, bắp 50 - 55 tạ/ha).
Các công trình thủy lợi đã góp phần giải quyết nước sinh hoạt cho nhân dân (điển hình hồ Sông Quao cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân huyện Hàm Thuận Bắc, thành phố Phan Thiết với công suất 20.000m3/ngày, hồ Lòng Sông cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Liên Hương, hồ Cà Giây cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Chợ Lầu và các xã lân cận); tăng tỷ lệ hộ dân dùng nước sạch từ 50% (năm 2001), lên 60% (năm 2005) và đạt 70% (năm 2007). Ngoài ra, các công trình thủy lợi còn cung cấp nước phục vụ sản xuất công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, du lịch… thúc đẩy các mặt kinh tế - xã hội của địa phương phát triển.