辽河上游分东、西两支。东辽河源於吉林省辽源市哈达岭附近。水从山洞中流出，经东部山地丘陵在三江口入辽宁省，长383公里。

西辽河有二源︰一源来自河北省平泉县光头岭，流入内蒙古自治区宁城县，称老哈河，长873公里；另一源来自内蒙古克什克腾旗白岔山，称西拉木伦河，长380公里。老哈河、西拉木伦河在哲里木盟的苏家铺汇合後称西辽河。

西辽河长449公里，东流在吉林省双辽县内转向南流，在辽宁省昌图县福德店与东辽河汇合後，始称辽河。辽河干流长512公里，自东北向西南贯穿辽河平原。平原由深厚的河流冲积物构成，地势平坦，间有有沼泽分布。辽河水系包括辽河、浑河、太子河、绕阳河等，流域总面积229,400。