อุทกภัยครั้งนี้เริ่มขึ้นในระหว่างฤดูมรสุม เมื่อ พายุหมุนนกเตน ขึ้นฝั่งทางตอนเหนือของ เวียดนาม ส่งผลให้เกิดฝนตกหนักทางภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือของ ประเทศไทย และทำให้เกิดอุทกภัยในหลายจังหวัดเริ่มตั้งแต่วันที่ 31 กรกฎาคม [6] ภายในสัปดาห์แรกของอุทกภัยก็มีรายงานผู้เสียชีวิตถึง 13 คน [7] อุทกภัยดำเนินต่อไปใน 16 จังหวัดขณะที่ฝนยังคงตกลงมาอย่างหนัก และภายในเวลาไม่นานอุทกภัยก็ลุกลามไปทางใต้เมื่อ แม่น้ำเจ้าพระยา ได้รับน้ำปริมาณมากจากแม่น้ำสาขา และส่งผลกระทบต่อหลายจังหวัดในภาคกลาง จนถึงวันที่ 4 ตุลาคม 2554 จังหวัดยังได้รับผลกระทบ และเสี่ยงต่ออุทกภัยเพิ่มเติม เนื่องด้วยเขื่อนส่วนใหญ่มีระดับน้ำใกล้หรือเกินความจุ [8]

ปริมาณฝนใน เดือนมีนาคม เหนือพื้นที่ภาคเหนือของ ประเทศไทย อยู่ที่ 344% มากกว่าค่าเฉลี่ย ซึ่งไม่ปกติ โดยเฉพาะเขื่อนภูมิพลได้รับปริมาณน้ำฝน 242.8 มิลลิเมตร มากกว่าปกติ 25.2 มิลลิเมตร ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม เป็นต้นมา เขื่อนได้สะสมน้ำแล้ว 245.9 มิลลิเมตร หรือ 186% มากกว่าค่าปกติ [9]

โดยก่อนหน้านี้ได้เกิดอุทกภัยและดินถล่มทางภาคใต้ของ ประเทศไทย ซึ่งเริ่มตั้งแต่วันที่ 23 มีนาคม แล้ว เหตุการณ์ดังกล่าวทำให้มีผู้เสียชีวิตอย่างน้อย 53 คน [10] และสร้างความเสียหายมากกว่า 500 ล้านดอลลาร์สหรัฐ[11]

ประเทศไทยอยู่ในเขตร้อน หลายภาคส่วนของประเทศจึงมักเกิด น้ำท่วมฉับพลัน ตามฤดูกาล อุทกภัยมักเริ่มขึ้นในภาคเหนือแล้วค่อยขยายวงลงมาตามแม่น้ำเจ้าพระยาผ่านที่ราบภาคกลาง ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ตาม แม่น้ำชี และ แม่น้ำมูล ซึ่งไหลลง แม่น้ำโขง หรือในพื้นที่ลาดเขาชายฝั่งในภาคตะวันออกและภาคใต้ ส่วนที่เหลือของ พายุหมุนเขตร้อน ซึ่งพัดถล่ม เวียดนาม หรือคาบสมุทรทางใต้เพิ่มหยาดน้ำฟ้าโดยทั่วไป ส่งผลให้เกิดความเสี่ยงต่ออุทกภัยมากขึ้นไปอีก ประเทศไทยมีระบบควบคุมการระบายน้ำ รวมถึงเขื่อนหลายแห่ง คลองชลประทานและแอ่งยับยั้งน้ำท่วม (แก้มลิง) (flood detention basin) [12] แต่ยังไม่เพียงพอต่อการป้องกันความเสียหายอันเกิดจากอุทกภัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ชนบท มีความพยายามอย่างมาก รวมทั้งระบบอุโมงค์ระบายน้ำซึ่งเริ่มใน พ.ศ. 2544 [13] ในการป้องกันอุทกภัยใน กรุงเทพมหานคร ซึ่งตั้งอยู่ ณ ปาก แม่น้ำเจ้าพระยา และมักเกิดน้ำท่วม ผลของความพยายามดังกล่าวนับเป็นความสำเร็จสำคัญ โดย กรุงเทพมหานคร มักเกิดอุทกภัยเพียงเล็กน้อยและกินเวลาไม่นานนับตั้งแต่อุทกภัยครั้งใหญ่เมื่อ พ.ศ. 2538 อย่างไรก็ดี ภูมิภาคอื่นยังเกิดอุทกภัยรุนแรง โดยครั้งล่าสุดใน พ.ศ. 2553

ขนาดและขอบเขตของอุทกภัยใน พ.ศ. 2554 บางส่วนอาจถือได้ว่าเกิดขึ้นจากปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาน้อยในฤดูมรสุม พ.ศ. 2553 ระดับน้ำในเขื่อนทำสถิติต่ำสุดเมื่อ เดือนมิถุนายน พ.ศ. 2553 [14] หลักฐานแสดงว่า ตอนต้นฤดูฝน เขื่อนได้กักเก็บน้ำปริมาณมากเพื่อเป็นน้ำสำรองและป้องกันอุทกภัยในช่วงต้น [15] ปริมาณน้ำฝน พ.ศ. 2554 สามารถแสดงได้เห็นโดยปริมาณน้ำที่กักเก็บในเขื่อนภูมิพล น้ำมากกว่า 8,000 ล้านลูกบาศก์เมตรถูกเก็บไว้ในเวลา 3 เดือน จนเขื่อนเต็มความจุ 100% [16] เมื่อถึงขีดกักเก็บน้ำแล้ว ฝนที่ยังตกลงมาบีบให้ทางการต้องเพิ่มการปล่อยน้ำออกจากเขื่อน แม้จะทำให้เกิดอุทกภัยเพิ่มขึ้น และนำไปสู่การกล่าวหาว่า การบริหารจัดการเขื่อนผิดพลาดในช่วงต้นของฤดูมรสุมนี้ [17] อย่างไรก็ดี การโต้แย้งกลับมีว่า หากฤดูมรสุม พ.ศ. 2554 สั้นและไม่มีการเก็บน้ำไว้ในเขื่อนแล้ว หากน้ำลดลงต่ำกว่าระดับเมื่อ พ.ศ. 2553 จะเป็นการบริหารจัดการผิดพลาดเช่นกัน