Куйбышевское водохранилище оказывает следующее влияние на экосистему региона:

• Изменение режима стока Волги. 3 В половодье сток существенно уменьшился, а в межень — возрос. 3
• Изменение микроклимата. 3 В зоне 3–6 км около водохранилища существенно увеличилась влажность воздуха, выросло количество осадков, понизилась вероятность и интенсивность заморозков, возросла скорость ветра. 1
• Перестройка процессов на дне и в береговой полосе. 3 Начались абразия и размыв берегов, активизировались оползни. 3
• Изменение условий произрастания прибрежной и водной растительности, обитания птиц и рыб. 3
• Ухудшение экологической обстановки. 4 Низкий уровень воды приводит к загрязнению водоёма, снижению биоразнообразия и увеличению рисков возникновения пожаров. 4
• Сокращение популяций редких видов животных и растений. 2 В бассейне водохранилища расположены особо охраняемые природные территории, в том числе Волжско-Камский государственный природный биосферный резерват. 2

Кроме того, в результате резкого сброса уровня воды обсыхают нерестилища, гибнет отложенная в них икра. 2