Los caudales episódicos en la cuenca alta del río Santa Cruz recargan un acuífero aluvial poco profundo que constituye un recurso hídrico esencial para las comunidades circundantes. La compleja variabilidad natural de los caudales pluviales supone un reto para la gestión de los recursos hídricos de la región. En este estudio evaluamos el impacto del cambio climático previsto en la gestión regional de los recursos hídricos. Analizamos las proyecciones de cambio climático de precipitación en el curso superior del río Santa Cruz a partir de ocho Modelos de Circulación Global (MCG) re-escalados dinámicamente. Nuestro análisis indica un aumento (disminución) en la frecuencia de ocurrencia de veranos secos (húmedos). Las proyecciones de precipitaciones invernales indican una mayor frecuencia de estaciones invernales tanto secas como húmedas, lo que implica una menor probabilidad de inviernos con precipitaciones medias. Los resultados del análisis climático también se compararon con los MCG gruesos remuestreados y con las proyecciones CMIP3 y CMIP5 ajustadas al sesgo y re-escaladas estadísticamente disponibles para los Estados Unidos contiguos. El marco hidrológico utilizado incluye un generador de precipitaciones de escenarios probables y una serie de modelos hidrológicos que estiman la recarga de aguas subterráneas y el cambio en el almacenamiento de aguas subterráneas. Llegamos a la conclusión de que las proyecciones del cambio climático aumentan la incertidumbre y agravan aún más la ya complicada tarea de la gestión de los recursos hídricos. La capacidad de alcanzar un objetivo anual de suministro de agua, el déficit hídrico anual acumulado y el potencial de reposición del acuífero dependen considerablemente del régimen de gestión seleccionado.