El tramo del río Mantaro que atraviesa el departamento de Huancavelica, Perú, ha sido afectado por desechos tóxicos y residuos minerales de actividades industriales y mineras, lo que ha impactado directamente la calidad del agua. En este trabajo, se utilizó un modelo de sistema gris, basado en el método de agrupamiento gris, para evaluar la calidad del agua. El método de agrupamiento gris se aplicó utilizando el punto central de funciones de peso de blanqueo triangular (CTWF). Además, se revisó el índice Prati y las Normas de Calidad Ambiental para el agua del gobierno peruano y se utilizaron en este estudio. En el estudio de caso, se evaluaron seis parámetros fisicoquímicos, pH, DO, DBO, Cd, As y Pb, en nueve puntos de monitoreo a lo largo del río Mantaro. Los resultados mostraron que el sexto punto de monitoreo (P6), influenciado por la actividad minera, estaba altamente contaminado, mientras que los otros puntos se clasificaron como no contaminados. Finalmente, los resultados obtenidos al aplicar el método de agrupamiento gris pueden ser útiles para las autoridades competentes, para la toma de decisiones sobre la gestión del agua en esta cuenca hidrográfica.