Hochwasser tritt an Gewässern auf, wenn durch einen starken Anstieg der Abflussmenge im Gewässer der Wasserspiegel ansteigt und das Gewässer über die Ufer tritt. Es kommt häufig zu Überflutungen großer Flächen. Neckarsulm, als Stadt an zwei Flüssen, hat mit zwei unabhängigen Hochwasserrisiken umzugehen: Neckar- und Sulmhochwasser.

Die Stadt Neckarsulm ist Mitglied im Wasserverband Sulm, der im gesamten Sulmeinzugsgebiet insgesamt 17 Hochwasserrückhaltebecken (HRB) betreibt. Der Breitenauer See ist dabei das größte. Die Becken, die Neckarsulm am nächsten liegen, sind die HRB Neckarsulm, HRB Hängelbach, HRB Amorbach und HRB Attichsbach.

Hochwässer, die Verkehrsinfrastruktur lahmlegen oder bis in Siedlungsgebiete reichen, Wohngebäude oder Werkstätten überfluten und Bauwerke beschädigen, haben ein großes Schadenspotenzial. Die Gewerbegebiete am östlichen Neckarufer sind durch einen Damm bis zu einem 100-jährlichen Hochwasserereignis des Neckars geschützt. Dies bedeutet, dass es statistisch betrachtet nur einmal in 100 Jahren zu einem höheren Hochwasser kommt.

Die HRBs des WV Sulm gewähren Neckarsulm ebenfalls Schutz bis zu einem 100-jährlichen Hochwasserereignis der Sulm; die neuen Becken am Hängel- und am Amorbach schützen sogar bis zu einem 500-jährlichen Ereignis.

Für die Hochwasserfreihaltung im Neckarsulmer Stadtgebiet ist die Sulmdole von entscheidender Bedeutung.

Entsprechend des ständig aktualisierten Hochwasseralarm- und -einsatzplans setzt die Stadt im Hochwasserfall die Kräfte aus Bauhof, freiwilliger Feuerwehr, Ordnungs- und Tiefbauamt ein. Sie koordiniert den Informationsfluss zu Polizei, Wasser- und Schifffahrtsverwaltung, Landratsamt und der betroffenen Bevölkerung sowie Firmen. So werden situationsgerecht Straßensperrungen, mobiler Hochwasserschutz oder Sandsacksicherungen durchgeführt.

Bei sehr schweren Hochwasserereignissen geht die Leitung und Koordination an den Katastrophenschutz des Landkreises über.

Das Land (Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg) hält detaillierte Übersichtskarten  vor, die örtliche Überflutungsgefahren mit den zu erwartenden Überstautiefen anzeigen.

Neben Überflutungen aufgrund von Hochwässern rücken Starkregenereignisse zunehmend ins Bewusstsein der Bevölkerung. Die Stadt Neckarsulm trifft auch hierfür Vorsorge und hat Starkregengefahrenkarten erarbeitet.