后转向南流，于万大附近汇入万大溪，随后再汇入丹大溪及其支流郡大溪，自此河流转向西流，并于水里汇入陈有兰溪、水里溪后，于集集纳南清水沟溪、于竹山附近纳东埔蚋溪及清水溪等，而后再流入彰云平原；溪水再续往西流，经二水、西螺后，于彰化县大城乡的下海墘村与云林县麦寮乡许厝寮之间注入台湾海崃。浊水溪流域地形变化大，山区雨量多而平原少，年雨量由山区的4000mm向西部沿海的1500mm递减，差异甚大，降雨的时间分布亦极不均匀，每年五月至十月为丰水期，降雨量约占全年的75%，而枯水期则仅占25%，丰枯差异大。浊水溪因含