Bên cạnh những yếu tố bất lợi, khó khăn về thời tiết, công tác thoát nước còn gặp nhiều khó khăn về hạ tầng hệ thống thoát nước. Tại lưu vực sông Tô Lịch, mặc dù quy hoạch thoát nước đã được đầu tư xây dựng tương đối đồng bộ, nhưng nhiều dự án đầu tư xây dựng kéo dài, chậm tiến độ, ảnh hưởng việc tiêu thoát nước như dự án đường sắt đô thị đoạn Nhổn-ga Hà Nội, dự án cải tạo môi trường vệ sinh khu dân cư chung quanh mương thoát nước Thụy Khuê, các gói thầu số 2, số 3 của dự án Hệ thống xử lý nước thải Yên Xá...
Hệ thống thoát nước tại khu vực phố cổ, phố cũ được đầu tư xây dựng và vận hành hơn 50 năm, đã xuống cấp. Đáng chú ý, tình trạng các nhà hàng, hộ kinh doanh thường xuyên xả thải trực tiếp dầu mỡ thừa vào hệ thống thoát nước gây ách tắc đường ống, cản trở dòng chảy.
Còn tại lưu vực sông Nhuệ, hệ thống thoát nước chưa được đầu tư đồng bộ theo quy hoạch. Trạm bơm tiêu Yên Nghĩa công suất 120 m3/giây đã hoàn thành, nhưng chưa phát huy hiệu quả do hệ thống kênh dẫn nước về trạm bơm chưa được xây dựng đồng bộ. Ở lưu vực Long Biên, hệ thống cống, kênh thoát nước đã được đầu tư, nhưng các trạm bơm đầu mối Cự Khối, Gia Thượng chưa được đầu tư xây dựng, cho nên việc tiêu thoát nước vẫn phần lớn theo hình thức tự chảy ra sông Cầu Bây.
Theo Công ty Thoát nước Hà Nội, đơn vị quản lý, vận hành phần lớn hệ thống thoát nước trên địa bàn thành phố, với các trận mưa có lượng mưa dưới 50 mm/giờ, các quận nội thành không xảy ra úng ngập, chỉ có một vài vị trí ứ đọng nước do mặt đường trũng thấp hoặc hệ thống thoát nước gặp sự cố. Với các trận mưa có lượng mưa từ 50 đến 70 mm/giờ, có 11 điểm úng ngập. Còn những trận mưa có cường độ cao hơn, tập trung trong thời gian ngắn, lượng mưa 100 mm/giờ trở lên sẽ gây quá tải cho hệ thống thoát nước, có thêm 19 điểm úng ngập cục bộ và một số điểm ứ đọng nước do mặt đường trũng, thấp.
Để chủ động tiêu thoát nước trong mùa mưa năm 2024, Công ty Thoát nước Hà Nội đã lập kế hoạch bảo đảm thoát nước, chống úng ngập khu vực nội thành, với nhiều giải pháp đồng bộ. Đơn vị thực hiện duy trì thường xuyên hệ thống cống, rãnh thoát nước, mương, sông, hồ điều hòa; giữ mực nước đệm trên hệ thống mương, sông, hồ điều hòa thoát nước ở mức hợp lý; phối hợp chặt chẽ với Đài khí tượng thủy văn khu vực Đồng bằng Bắc Bộ trong việc tiếp nhận các bản tin cảnh báo về thời tiết nguy hiểm; kịp thời cập nhật, theo dõi tình hình thời tiết trên các trang dự báo và xây dựng kịch bản ứng phó với các tình huống cụ thể.
Theo đại diện Công ty Thoát nước Hà Nội, với đặc thù mạng lưới thoát nước rộng, công ty bố trí đội ngũ cán bộ, công nhân và trang thiết bị máy móc trải dài trên khắp địa bàn thành phố, sẵn sàng có mặt tại các điểm úng ngập trong thời gian nhanh nhất khi có mưa lớn, bất kể ngày đêm để tua vớt rác tại các cửa cống, miệng hố thu nước, mở nắp cống... giúp tiêu thoát nước nhanh chóng, cảnh báo các phương tiện không đi vào điểm úng ngập và hướng dẫn giao thông. Đơn vị đã xây dựng phương án ứng trực, kịch bản ứng phó cụ thể đối với các điểm úng ngập đã tồn tại nhiều năm; bố trí nhân lực, thiết bị phù hợp để xử lý nhanh nhất, giảm thời gian và mức độ úng ngập.