Рыбное население водохранилищ формируется из трех источников: из реки и пойменных водоемов района затопления; из озер и прудов, связанных с водохранилищем рекой или притоками; из других водных бассейнов, откуда рыбы привозятся рыбохозяйственными организациями.
Не все рыбы, обитавшие в реке, сохраняются в водохранилище. Прежде всего исчезают виды, которые размножаются в реках, а нагуливаются в море. Постепенно уходят также рыбы, приспособленные к жизни в реке, в частности стерлядь, жерех, подуст, голавль, усач и елец. Одновременно на зарегулированных участках реки создаются благоприятные условия для некоторых озерных рыб (лещ, плотва, окунь и др.). К ним присоединяются и те, которые ранее на данном участке реки не жили. Например, тюлька из Днепровско-Бугского лимана поднялась в Каховское водохранилище, а оттуда в самое верхнее по течению Днепра Киевское водохранилище. В то же время в Кременчугском водохранилище появился карась серебристый, который попал сюда из прудов рядом расположенного Полтавского рыбокомбината.
В первые годы существования водохранилищ рыбы имеют большие площади естественных нерестилищ в залитых водой пространствах поймы реки, где они успешно размножаются на растительных субстратах и в большом количестве находят кормовые организмы. В результате появляются мощные стада как ценных, так и малоценных рыб. Однако через несколько лет условия для роста рыб начинают ухудшаться. Прежде всего это касается условий размножения, так как наземная растительность поймы под водой отмирает, а новая водная растительность развивается медленно. Затем снижается численность кормовых объектов. Колебания уровня воды осложняют размножение и питание рыб. Особенно неблагоприятные условия создаются для видов, которые откладывают икру на самых мелких местах (например, щука, сазан). Поэтому человек должен всемерно способствовать улучшению условий размножения и нагула рыбного населения водохранилищ.
Установлено, что водохранилища, имеющие значительные глубины, большую сработку уровня воды, интенсивный водообмен и недостаточное поступление с водой растворенных солей и газов, характеризуются маломощными рыбными стадами. Мелководные водохранилища с малой сработкой уровня и хорошим прогревом воды при одинаковом с глубоководными составе рыбного населения более рыбопродуктивны. Рыбопродуктивность тем больше, чем продолжительнее вегетационный период.
На воспроизводство рыбных запасов отрицательно влияет совпадение сработки уровня воды в водохранилище с нерестом рыб или инкубацией икры, отложенной в прибрежье, что часто приводит к гибели икры, в результате чего из состава стада выпадает целое поколение.
Рыба в водохранилищах, как и в других водоемах, постоянно находится в движении. Ранней весной с началом таяния льда к берегам подходят мелкие и крупные рыбы. После его окончания в заливы, балки устремляется щука, которая приступает к размножению раньше других видов. За нею сюда подходят судак и окунь. В другое время указанные виды больших скоплений не образуют.
В этот же период наблюдается массовый подход рыбы к участкам, расположенным ниже плотины. Тут концентрируются лещ, синец, карп, в меньшей степени сом, щука, судак, а из речных рыб - жерех, подуст, стерлядь и др. Правда, они держатся здесь и в другие времена года. К плотинам, расположенным в самом низовье реки, подходят также рыбы из моря - они стремятся добраться к своим бывшим нерестилищам.
С середины весны, с прогревом воды до 16 °C и началом массового нереста, и до окончания размножения вблизи берегов находятся лещ, плотва, карась, линь, синец, чехонь и др. Летом, в период нагула, взрослая рыба держится разреженно, в то время как молодь концентрируется у берегов на глубине до 4 м, причем массовый подход наблюдается в тихие теплые ночи. Большую часть года рыбы многих видов по глубине распределяются по размерному и возрастному составу. Чем крупнее или старше по возрасту рыба, тем на больших глубинах она находится. Исключением являются периоды нереста, заморных явлений или резких сработок уровня воды.