Stała pokrywa śnieżna pojawia się zazwyczaj w końcu listopada, a jej średnia grubość to 40 cm; utrzymuje się ona przez 144 dni i topnieje na stałe dopiero w końcu marca lub połowie kwietnia.
Najcieplejszym miesiącem w regionie jest lipiec; średnia temperatura powietrza w tym okresie wynosi +19 °C.
Średnioroczna wielkość opadów w regionie wynosi 420–740 mm. Większość opadów przypada na ciepłą połowę roku; maksimum przypada na lipiec.
Przeciętna długość okresu wegetacyjnego w obwodzie to 160–180 dni.
Hydrologia Obwód włodzimierski ma duże zasoby wód gruntowych. Łączna powierzchnia zbiorników wodnych (rzek i jezior) to ponad 32,9 tys. ha. Na terenie obwodu znajdują się także duże obszary błot i bagien, o łącznej powierzchni 37,4 tys. ha.
Rzeki thumb|jedna z rzek regionu thumb|rzeka Łuch thumb|rzeka Klaźma Głównymi rzekami regionu są Klaźma i Oka. Przez teren obwodu przepływa ponadto kilkaset większych i mniejszych rzek o łącznej długości ponad 8,6 tys. km; wraz ze strumieniami ich liczba przekracza 560.