Pääosin Pohjois-Karjalan maakunnassa sijaitseva Pielisen reitin valuma-alue on Vuoksen vesistöalueen koillisin osa ja pinta-alaltaan suurin SKVSY:n toiminta-alueella sijaitsevista valuma-alueista (13877 km2, josta Suomen puolella 7868 km2). Valuma-alueen järvisyys on 14,8 %. Turvemaiden osuus valuma-alueen Suomen puoleisesta pinta-alasta on n. 23 %.
Merkittävä osa reitin vesistä tulee itärajan takaa Venäjältä Lieksanjoen ja Tuulijoen kautta. Reitin keskusjärvi Pielinen (n. 900 km2) on Suomen neljänneksi suurin järvi. Reitin suurin joki, Lieksanjoki, on lähes 100 km pitkä. Sen keskivirtaama alajuoksulla on ollut n. 97 m3/s.
Osa-alueet
Pielinen (Pielisen alue) kokoaa vesiä eri suunnista: lännestä siihen laskee Juuanjoen valuma-alue, luoteesta Valtimonjoen valuma-alue, pohjoisesta Saramojoen ja Viekijoen valuma-alueet sekä idästä Lieksanjoen alue. Ennen virtaamistaan Pieliseen, Lieksanjoki kokoaa vedet pohjoispuoleltaan Jongunjoen valuma-alueelta ja Nurmijärven alueelta sekä itäpuolellaan sijaitsevan Ruunaanjoen valuma-alueelta, josta suurin osa sijaitsee Venäjän puolella.
Pielisen reitin valuma-alue purkaa vetensä Uimaharjussa sijaitsevan Laiskanvirran kautta Rahkeenveteen (Pielisjoki) ja Oriveden-Pyhäselän alueelle.
Pielisen reitin valuma-alue sijaitsee Suomen puolella pääosin seuraavien kuntien alueella:
Valuma-alue ulottuu vähäisessä määrin myös Kuhmon, Sotkamon, Rautavaaran, Kontiolahden ja Joensuun alueelle. Noin 43 % valuma-alueen pinta-alasta sijaitsee Venäjän puolella.
Lieksanjoki virtaa Ruunaan alueelle Venäjän puolelta.
Ekologinen tila ja vedenlaatu
Pielisen reitin vesistöjen ekologinen tila on pääosin hyvä tai erinomainen. Suurin osa alueen järvistä on erityyppisiä tummavetisiä humusjärviä. Valtaosa reitille kohdistuvasta fosforin ja typen kuormituksesta on peräisin hajakuormituksesta, kuten maa- ja metsätaloudesta sekä haja-asutuksesta. Pistekuormitusta aiheuttavat yhdyskuntien jätevedenpuhdistamot (Nurmes, Lieksa, Juuka), teollisuus sekä kalankasvatus. Valuma-alueen latvoilla vesien tilaan on vaikuttanut ensisijaisesti metsätalous ja mm. Pielisen pohjoisosan lahtialueilla, Valtimonjoen alaosalla ja Vuokonjärven alueella myös maatalous. Huutojoen valuma-alueella veden laatuun ja tilaan on vaikuttanut vuolukiviteollisuus.
Vesivoiman rakentamisen voimakkaasti muuttamia jokia alueella ovat Valtimonjoki (Kuokkastenkosken vesivoimalaitos) sekä Lieksanjoki (Pankakosken vesivoimalaitos, Lieksankosken vesivoimalaitos). Saramojoessa sijaitsee Louhikosken voimalaitospato.