虽然伏尔加河的广泛开发对俄罗斯的经济作出了重大贡献，但又产生了不利的生态后果。水坝和水库系统已阻塞并切断白鲟(以其鱼卵做鱼子酱而著名)和白鲑这类溯河产卵的鱼（它们生活在海，但在伏尔加河及其他内陆河中产卵）的通道，并已根本改变了近70种当地鱼的栖息地。这些变化——还有工业、城市排放物及农业排水的污染——已导致主要伏尔加河渔场的恶化。水库储水、蒸发和河水分流(主要用于灌溉)已减缩伏尔加河的排水量；这一切自1930年以来已造成里海水平面持续的下降。
近300多年来，曾发生过20次灾害性春洪
伏尔加河梯级开发的不利条件是伏尔加河流域主要位于东欧平原，地形较为平坦。对伏尔加河进行梯级开发，形成了大面积的水库，淹没了大量的良田，造成了土地的盐碱化。从而严重的浪费了土地资源。同时伏尔加河流域的海拔落差较低，不利于水利枢纽进行发电。
