Phạm vi lưu vực sông Cầu hiện nay bao gồm 6 tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dương. Theo thống kê trên địa bàn lưu vực có hơn 500 doanh nghiệp Nhà nước, 96 khu, cụm công nghiệp, 230 làng nghề, hơn 1.500 cơ sở y tế và hàng ngàn cơ sở sản xuất tư nhân. Các loại hình xả thải chủ yếu là sản xuất công nghiệp chiếm khoảng 51,1% toàn vùng, nước thải sinh hoạt khoảng 44,2%, nước thải làng nghề 4,3%.
Đến hết năm 2012, Tổng cục Môi trường tiến hành điều tra đánh giá 500 nguồn thải trên lưu vực sông Cầu, trong đó có khoảng 49 nguồn gây ô nhiễm trọng điểm tại các tỉnh với tổng lượng nước thải hơn 1,4 triệu m
3/ngày đêm. Về tổng lượng nước thải từ các nguồn gây ô nhiễm trọng điểm, tỉnh Bắc Kạn có ít nhất với 581m
3/ngày đêm, tỉnh Hải Dương lớn nhất với 1.205.084 m
3/ngày, đêm, riêng Công ty cổ phần nhiệt điện chiếm 83,69% tổng lượng nước thải của toàn bộ các nguồn gây ô nhiễm trên lưu vực sông...
Bắc Ninh đang cải tạo sông Ngũ Huyện Khê để góp phần giảm nguồn gây ô nhiễm môi trường nước sông Cầu.
Góp phần vào việc chia sẻ dữ liệu thông tin môi trường lưu vực sông Cầu, Bắc Ninh đã tiến hành điều tra, đánh giá tải lượng các điểm xả thải trên địa bàn tỉnh nói chung và sông Cầu nói riêng (theo đề án điều tra, đánh giá tải lượng các điểm xả thải và giải pháp bảo vệ tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh). Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh phối hợp với Dự án Quản lý Nhà nước về môi trường cấp tỉnh tại Việt Nam (VPEG) triển khai xây dựng phần mềm quản lý ô nhiễm công nghiệp. Phần mềm được xây dựng nhằm cập nhật dữ liệu của các báo cáo đánh giá tác động môi trường, thanh tra môi trường và dữ liệu của mạng quan trắc môi trường hàng năm.
Gần đây nhất, các đơn vị chức năng đã triển khai đề án “Điều tra đánh giá tải lượng khí thải trên địa bàn tỉnh”, dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2014. Bên cạnh đó, Bắc Ninh còn tiến hành xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trường. Tại làng giấy Phong Khê, UBND thành phố Bắc Ninh đang đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung với công suất giai đoạn I là 5.000 m3/ngày đêm. Từ ngày 1-1-2014, tỉnh quyết định đóng cửa bãi rác Đồng Ngo và chỉ đạo các ngành, đơn vị chức năng triển khai dự án xử lý triệt để nguồn ô nhiễm. Đồng thời, Bắc Ninh còn tiến hành cải tạo môi trường sông Ngũ Huyện Khê, Tào Khê, kênh Kim Đôi và các nguồn thải ra sông Cầu bảo đảm chất lượng nước sông.
Mặc dù các địa phương trên lưu vực sông Cầu đã triển khai công tác thống kê, điều tra nguồn thải lỏng xả trực tiếp ra lưu vực sông Cầu. Tuy nhiên, hoạt động này không được thực hiện thường xuyên do nguồn ngân sách hạn hẹp. Hầu hết các tỉnh mới dừng ở công tác thống kê, điều tra nguồn thải lỏng xả trực tiếp ra lưu vực sông Cầu theo kế hoạch hàng năm, chưa xây dựng thành cơ sở dữ liệu, thông tin cập nhật thường xuyên để có lộ trình kiểm soát, xử lý tổng thể đối với nguồn tại địa phương.
Để tiếp tục bảo vệ môi trường sông Cầu, các địa phương đã thống nhất lộ trình triển khai đề án thống kê, xây dựng cơ sở dữ liệu nguồn thải (nước thải) trên lưu vực sông. Theo đó, trong năm 2014-2015 các tỉnh xây dựng danh mục chính thức các nguồn thải chính; rà soát, lựa chọn một số nguồn thải chính gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng để công bố trên các phương tiện thông tin đại chúng. Từ năm 2015 giám sát, đánh giá tình hình quản lý, xử lý các nguồn thải được thống kê, từng bước hạn chế các nguồn thải gây ô nhiễm môi trường sông Cầu.