Lietuvoje yra 80 % Šešupės baseino ploto ir 53 % upės vagos ilgio. Šešupės aukštupys (27 km, baseino plotas 287 km2) yra Lenkijoje, vakarinė vidurupio ir žemupio dalis (62 km, 919 km2) – Kaliningrado srityje, dar 52 km upė teka Lietuvos-Kaliningrado srities siena. Lietuvoje Šešupė teka Užnemunės žemuma, o jos pačios ir intakų aukštupiai drenuoja Sūduvos aukštumą. Baseino paviršiuje vyrauja vidutinio sunkumo ir sunkūs priemoliai. Miškingumas apie 15 %, didžiausias miškų masyvas – Kazlų Rūdos miškai. Pelkės užima apie 8 % baseino ploto, daugiausiai jų yra pietrytinėje baseino dalyje. Didžiausios pelkės – Žuvintas (68,5 km2), Amalvo pelkės (34,1 km2), Ežerėlio pelkė (20 km2). Viso Šešupės baseino ežeringumas 1,1 % (iš viso 269 ežerai, didesni kaip 0,5 ha, jų bendras plotas – 68,2 km2), tačiau daugiau kaip 60 % bendro ežerų ploto tenka Šešupės dešiniojo intako Dovinės baseinui (jo ežeringumas 7,3 %). Didžiausi ežerai – Dusia (23,3 km2) ir Žuvintas (10,3 km2). Upių tinklas tankus (1,35 km/km2), didžiąją jo dalį (62 %) sudaro trumpesni kaip 3 km maži upeliai ir melioravimo grioviai.

     Baseino vidutinis metinio nuotėkio hidromodulis yra 5,6 l/s iš km2, kalvotame aukštupyje jis didesnis (6,6 l/s iš km2), žemumoje - mažesnis (3,9 l/s iš km2). Šešupės vidutinis debitas žiotyse siekia 34,2 m3/s.

     Šešupės pabaseinio pagrindinės upės: