Das Bornheimer Stadtgebiet wird im Osten vom Rhein begrenzt. Die Grenze zum rechtsrheinischen Niederkassel verläuft etwa in der Strommitte, so dass die unter Naturschutz stehende Insel "Herseler Werth" vollständig auf Bornheimer Stadtgebiet liegt.

Das Bornheimer Rheinufer hat eine Länge von 4,5 km und reicht von Strom-km 659,97 an der Grenze zu Bonn bis zu Strom-km 664,47 an der Grenze zu Wesseling-Urfeld. Es hat eine große Bedeutung für die Naherholung: im Herseler Hafen liegen zahlreiche Boote, der Leinpfad ist beliebt bei Spaziergängern, Joggern, Skatern und Radfahrern. Als Teil des Radfernwanderweges hat es darüber hinaus überregionale Bedeutung.

Aber nicht nur angenehme Seiten hat der Rhein zu bieten, sondern bei Hochwasser auch bedrohliche. So ist die Stadt auch Mitglied in der "Hochwassernotgemeinschaft Rhein e.V.".

Seit dem Bau der Hochwasserschutzanlage in Widdig sind bei Hochwasser zwar nur noch wenige Häuser am Herseler Sportplatz direkt überschwemmungsgefährdet, aber auch die Steilböschung von Hersel bis Widdig leidet darunter. Insbesondere zwischen den Hochwassermarken I und II, wenn die Schifffahrt eigentlich nur noch in der Strommitte zulässig ist, treten Ausspülungen auf.
Auf einer Eigentümerversammlung am 10.12.2009 in Uedorf hat die Stadt über die Vereinbarung informiert, die Stadt, Land und Bund im Oktober 2009 geschlossen haben. Danach sichert das Wasser- und Schifffahrts-amt des Bundes die besonders erosionsgefährdeten Uferbereiche provisorisch mit Wasserbau­steinen (s. Plan der Sanierungsabschnitte).  Damit werden die Empfehlungen der Bundes­anstalt für Wasserbau umgesetzt, die im Auftrag der Wasser- und Schifffahrts­verwaltung ein Gutachten zur Abschätzung der Böschungsgefährdung erstellt hat. Die Kosten der Siche­rungs­maßnahmen werden bis zur gerichtlichen Klärung der Zuständigkeit zwischen Land und Bund geteilt.

Wegen der zahlreichen Nutzungsansprüche und Gefahren gelten am Rhein eine Reihe von Regelungen, u.a.

• die Schutzausweisungen des Landschaftsplanes
• Fischschutzzonen
• gesetzlich festgelegtes Überschwemmungsgebiet