在这一个时期，随着自然科学技术的迅速发展，水文观测实验仪器不断被发明和使用，特别是在19世纪以来，各国普遍建立水文站网并制定统一的观测规范，使实测的水文数据成为科学分析的依据。该阶段是实验水文学兴起阶段。在此基础上，发现了一些水文学的基本原理，奠定了水文学的基础，逐步形成了水文学体系。
该阶段的特点是，对水文现象的描述，开始由定性发展到定量表达，初步形成了水文学的基本理论。
