ลุ่มน้ำวังมีลุ่มน้ำสาขาแบ่งออกเป็น 7 ลุ่มน้ำสาขา ดังนี้

• ลุ่มน้ำแม่น้ำวังตอนบน พื้นที่ประมาณ 1,687 ตารางกิโลเมตร มีแหล่งต้นกำเนิดมาจากเทือกเขาผีปันน้ำ บริเวณดอยหลวง บ้านป่าหุ่ง อำเภอพาน จังหวัดเชียงราย ที่อยู่ทางทิศเหนือของอำเภอวังเหนือ บริเวณตำบลวังแก้ว เขตติดต่ออำเภอวังเหนือ กับอำเภอเวียงป่าเป้า จังหวัดเชียงราย ครอบคลุมพื้นที่อำเภอวังเหนือ อำเภอแจ้ห่ม และอำเภอเมือง จังหวัดลำปาง มีลุ่มน้ำย่อยที่สำคัญ คือ น้ำแม่เย็น และน้ำแม่ม่า
• ลุ่มน้ำแม่สอย พื้นที่ประมาณ 743 ตารางกิโลเมตร มีแหล่งต้นกำเนิดมาจากเทือกเขาทางด้านทิศตะวันตกเฉียงเหนือ แนวเขตแดนจังหวัดลำปางกับเชียงใหม่ เป็นพื้นที่ในอำเภอแจ้ห่ม และอำเภอเมืองปาน มีลุ่มน้ำย่อยที่สำคัญคือ น้ำแม่ปาน และน้ำแม่มอน
• ลุ่มน้ำแม่ตุ๋ย พื้นที่ประมาณ 801 ตารางกิโลเมตร มีแหล่งต้นกำเนิดมาจากเทือกเขาในเขตอำเภอเมืองปาน ครอบคลุมพื้นที่ 3 อำเภอ ได้แก่ อำเภอเมืองปาน อำเภอห้างฉัตรและอำเภอเมืองลำปาง ไหลจากทิศเหนือ ลงมาทางทิศใต้เข้าเขตอำเภอเมืองลำปางก่อนไปบรรจบกับแม่น้ำวัง มีลุ่มน้ำย่อยที่สำคัญได้แก่ น้ำแม่ไพร น้ำแม่เฟือง น้ำแม่ค่อม และน้ำแม่กอม
• ลุ่มน้ำแม่น้ำวังตอนกลาง พื้นที่ประมาณ 2,132 ตารางกิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่อำเภอห้างฉัตร อำเภอเมือง อำเภอเกาะคา และอำเภอแม่ทะ มีลุ่มน้ำย่อยที่สำคัญ คือ น้ำแม่ยาว น้ำแม่ตาล น้ำแม่เกี๋ยง
• ลุ่มน้ำแม่จาง พื้นที่ประมาณ 1,599 ตารางกิโลเมตร เป็นลุ่มน้ำขนาดกลางเป็นสาขาสำคัญสายหนึ่งของแม่น้ำวัง มีต้นกำเนิดมาจากสันแนวดอยหลวง กับดอยผาแดง ซึ่งเป็นแนวสันปันน้ำกับลุ่มน้ำงาว ครอบคลุมพื้นที่อำเภอแม่ทะ กับอำเภอแม่เมาะทั้งหมด อำเภอเกาะคา และอำเภอเมืองลำปางบางส่วน ไหลจากทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ไปบรรจบกับแม่น้ำวังที่บ้านสบจาง ในเขตอำเภอเกาะคา จังหวัดลำปาง มีลุ่มน้ำย่อยที่สำคัญ คือ ลำน้ำแม่เมาะ ลำน้ำแม่ทะ ลำน้ำแม่วะ
• ลุ่มน้ำแม่ต๋ำ พื้นที่ประมาณ 738 ตารางกิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่อำเภอเสริมงาม มีแหล่งต้นกำเนิดมาจากเทือกเขาเขตอำเภอเสริมงาม จังหวัดลำปาง กับอำเภอแม่ทา จังหวัดลำพูน ไหลไปบรรจบแม่น้ำวังในเขตอำเภอสบปราบ มีลุ่มน้ำย่อยที่สำคัญ คือ น้ำแม่เลียง และน้ำแม่เสริม
• ลุ่มน้ำแม่น้ำวังตอนล่าง พื้นที่ 3,091 ตารางกิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่อำเภอเกาะคา อำเภอแม่ทะ อำเภอสบปราบ อำเภอเถิน อำเภอแม่พริก และพื้นที่ในเขตอำเภอสามเงา อำเภอบ้านตาก จังหวัดตาก มีลุ่มน้ำสาขาที่สำคัญ คือ ห้วยแม่มอก ห้วยแม่พริก และห้วยแม่สลิด