Ezt a típust a hétköznapi szóhasználatban egyszerűen csak vizes hőszivattyúnak szokták nevezni. A készülék a talajvízből nyeri a hőenergiát, amelyhez két kútra van szükség. A fűtéshez az egyik kútból kiszivattyúzza a körülbelül 10-12 Celsius-fokos vizet, amelytől elvonja a hőt, az így 6-7 fokosra hűlt vizet pedig átengedi a másik kútba.
Előnye, hogy a mélyben lévő talajvíz hőmérséklete évszaktól és időjárástól függetlenül állandó, így a készülék COP-értéke is állandó marad, azaz a kinti hőmérséklettől függetlenül azonos energiahatékonysággal ad meleget. Nyáron a kútban lévő hideg vizet lehet a lakás hűtésére használni.
A víz-víz hőszivattyú nem igazán elterjedt hazánkban, ugyanis elég nagy mennyiségű víz kell az üzemeltetéséhez, és amennyiben a víz kiapad, használhatatlanná válik a készülék. Komoly előkészületeket igényel a telepítése, és igen drága is.