L'eau est un vecteur majeur, voire le vecteur principal, dans le déplacement de la pollution.
Le fait que l'on ait observé dans les sols des niveaux de pollution variables, selon la nature de ces sols ou en fonction de leur occupation, le fait également que l'on trouve des teneurs en chlordécone bien plus importantes dans les eaux souterraines que dans les eaux de surface traduit des phénomènes d'infiltration dans les sols, sur plusieurs mètres de profondeur, à travers différentes couches de paléosols, jusqu'à la formation volcanique. L'eau s'infiltre à travers des fractures et des hétérogénéités, en transportant avec elle le chlordécone, dont une partie peut rester stockée selon la perméabilité des milieux traversés.
La pollution se déplace donc avec l'eau et peut se retrouver en aval des bassins versants, du fait d'échanges entre les eaux souterraines et les eaux de surface. C'est typiquement le cas lorsqu'on a des lignes de suintement visibles sur le terrain, des sources, voire des sources sous-marines ou d'autres voies de sortie diffuses dans la mer. Toute cette circulation peut être établie, non seulement en mesurant la teneur en contaminant mais également, plus globalement, par la température de l'eau ou la conductivité électrique.
Le chlordécone présent dans les sols se déplace donc sous l'action de l'eau.