Толучеевка — правый приток р. Подгорной. Свое начало она берет из прудов, расположенных в Новохоперском районе. Длина реки 72 км, площадь водосбора 968 км². Самый крупный приток — р. Елизаветовка, которая впадает в р. Толучеевку в 39 км выше г. Калача. Длина Елизаветовки — 12 км, площадь водосбора 198 км². Притоков длиной менее 10 км в бассейне Толучеевки 8. Их суммарная длина 39 км. Болота на водосборе занимают 1,6% площади, в бассейне Елизаветовки — 2%.
Ландшафт территории бассейна Толучеевки холмистый, что связано с наличием большого количества балок и оврагов. Балки разветвленные, тянутся вдоль водораздельных пространств, нередко обнажаются, оставляя между собой холмообразные возвышенности. Территория бассейна в основном распахана. Задернованные площади остались лишь на дне балок и их склонов.
Лесные массивы встречаются редко. Больше всего их на правобережье бассейна Толучеевки: северо-западнее с. Березовка, западнее сел Воробьевка и Рудня. Древесная растительность есть и в нижней части водосбора. Общая площадь леса — около 25 км², что составляет менее 3% залесенности бассейна.
Пойма Толучеевки в основном луговая, местами поросшая кустарником. Заболоченных массивов в пойме осталось немного. Однако с распаханных земель активно смывается почва и, откладываясь в русле, уменьшает его емкость.
В верховье на протяжении 6—10 км река состоит из изолированных плесов, далее она превращается в сплошной водоток.
Уровенный режим Толучеевки характеризуется кратковременным невысоким половодьем и низкой меженью. Вскрывается река обычно в третьей декаде марта. Продолжительность половодья не более 15—20 дней, в верховье — 8— 12 дней. Пойма затапливается водой всего на 2—3 дня, и не каждый год. Переход к межени происходит в конце апреля. Дождевые паводки редки. Ледостав наступает обычно в середине ноября.
Водные ресурсы Толучеевки небольшие. В среднем за год река проносит 50 млн. м³ воды (средний годовой расход 1,7 м³/с), весной 40 млн. м³ (80% от годового объема), в летне-осеннюю и зимнюю межень — всего 10 млн. м³ воды. Минимальные летние и зимние расходы не превышают 150 л/с.
Гидрогеологические условия позволяют развивать строительство прудов на сухих балках Толучеевки. Регулируя весенний сток, пруды уменьшают интенсивность эрозионных процессов, аккумулируют часть смытой почвы, которая не попадает в русло реки.
Бежит Толучеевка, то прячась в кустарниках, то узкой ленточкой прорезая гряды зеленых холмов — чистая вода, красота всей природы. Но река и труженица, она служит людям. На ее берегах раскинулись села Березовка, Воробьевка, Рудня, Пришиб. И вся хозяйственная жизнь прибрежных сел неразрывно связана с родной Толучеевкой.
А.Г. Курдов. «Реки Воронежской области». 1984