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平方公里。
辽河主流上游老哈河汇合西拉木伦河后,称西辽河。西辽河于内蒙古自治区通辽市开鲁县台河口分为南北二支,南支为主流西辽河,北支为新开河。二河于双辽汇合后南下,至福德店汇合东辽河后始称辽河。经铁岭后转向西南,至六间房再一分为二,一股南流为外辽河,在三岔河与浑河、太子河汇合,称大辽河,经营口市注入渤海;另一股西南流称双台子河,经盘山南汇绕阳河后,注入渤海。