台中市交界处的南湖北山。向西北流至米磨登附近，汇集马当溪、米磨登溪后，始称兰阳溪。此后河道大致沿东北方向，在贯穿大同乡全境并从牛斗附近进入兰阳平原后，依序流经三星乡、员山乡、五结乡、宜兰市及壮围乡，并在入海口不远处的噶玛兰大桥附近，与最重要的两大支流－宜兰河及冬山河会合后注入太平洋。除了宜兰河和冬山河外，兰阳溪的支流还有罗东溪、清水溪、粗坑溪、芃芃溪等，其中主流以北的支流发源于雪山山脉；以南则发源于中央山脉。包括支流在内的兰阳溪流域，几乎涵盖宜兰所有乡镇市，面积达978平方公里，其中山地面积有652平方