水力学所现有大型的实验厅4座，总面积达2万平方米，总供水能力达6立方米/秒。其中，水力调控试验厅，占地7100平方米，供水系统的最大供水能力达到2.7立方米/秒。河流环境试验厅是目前国内仅有的大型河口与环境试验场地，建筑面积达8400平方米，最大供水能力达到1.3立方米/秒。此外，本所还装备了二维粒子图像测速系统（PIV）、三维激光流速仪（LDV）、实验室型多普勒水流仪（ADV）、便携流量仪表、频谱噪声信号分析系统、压力校验仪、动态应变仪、生控潮自动控制设备、多点浓度测量系统、PLIF浓度测量系统、多通道粒子图像测速系统、及红外热相仪等一批具有国际先进的量测仪器，并自行开发或引进了一批用于数值计算及图像处理的软件。
 
[ 第一实验厅 ] 
    水力学所第一实验厅(水工水力学试验厅)，位于北京市大兴区中国水利水电科学研究院大兴实验基地。该试验厅于2004年8月建成并投入使用，主要为水工水力学模型试验研究提供试验基础条件。试验厅占地面积约7100m²，主体长150米、宽40米。试验厅地下水池容积为4000m³，试验厅的供回水系统采用变频泵来控流量，最大供水流量2.7 m³/s。试验厅内设有目前国内最高的水工试验水箱（13米高）；另配备有8米高水箱、6米高水箱、17米长玻璃水槽及文托里管等设备。从建成到现在每年都有20至30项水力学相关的试验研究工作，包括南水北调工程、小湾、溪洛渡、向家坝、锦屏、两河口等大型水利工程。 

[ 第二实验厅 ] 
    水力学所第二实验厅(河口与环境试验厅)，位于北京市大兴区中国水利水电科学研究院大兴实验基地。该试验厅于2008年10月建成并投入使用，用于开展河口、湖泊、河道方面的环境水动力学、泥沙及潮汐方面的科学研究工作。试验厅建筑面积达8400平方米，主厅长153m，主体宽48m；副厅长120 m，宽9 m。试验厅地下水池容积为5000 m³水库，环形供水系统的最大供水能力1.5m³/S。该试验厅可同时做多个环境水力学、潮汐、波浪等方面的模型试验。试验厅内配备有潮汐模拟系统、推板式生波系统及测波设备系统、多通道粒子图像测速系统、可控温湿度试验系统、模拟冷却塔与工业节水实验室、环境风洞、多功能环境试验水槽、流速标定水槽等设备。试验厅建成以来开展了数十项环境水力学、波浪及泥沙等问题的试验研究工作，包括项目大亚湾、秦山、石岛弯等大型核电工程。

[ 第三实验厅 ] 
    水力学所第三实验厅(三峡厅)，位于北京市大兴区中国水利水电科学研究院大兴实验基地内。该试验厅于1996年8月建成并投入使用，该试验厅原为三峡大坝水工水力学模型的专用试验大厅。目前主要用于其它水工水力学模型试验、环境水力学试验以及大坝鱼道问题研究提供试验场地。实验厅为刀把型，占地总面积约3000m²。试验厅地下水池容积为3500m³，供水系统的最大供水能力1.0m³/s。实验厅设有5米高水箱及玻璃水槽、潮汐模拟系统等设备。

[ 第四实验厅 ] 
    水力学所第四实验厅(减压箱试验厅)，位于北京市大兴区中国水利水电科学研究院大兴实验基地。该试验厅于2012年12月建成并投入使用。建筑面积约360平方米（宽12米、长34米，高25米）。上下分为三层，底层主要是供水设备，二层为模型加工间，三层为试验室。该试验厅的主要设备为减压箱（又称变压真空箱），用于模拟和研究高水头泄水建筑物及绕流体水流空化特性的专用设备。