Pri sotočju z desnim pritokom Zala se značaj doline povsem spremeni. Reka se obrne proti severu, dolina se razširi, v njenem dnu se pojavi gostejša poselitev. Malo naprej teče Idrijca skozi mesto Idrija, kjer se ji z leve pridruži potok Nikova, pod mestom pa se dolina ponovno zoži in reka nekaj časa teče med velikimi skalami, ostankom velikega podora, ki se je ob potresu leta 1511 z levega pobočja podrl v dolino in za nekaj časa zajezil reko, da je poplavila velik del takratne Idrije z rudnikom vred. V nadaljnjih 40 kilometrih teče Idrijca skoraj ves čas po globoko zajedeni dolini proti severu in severozahodu, edini večji kraj v njej je Spodnja Idrija, kjer se reki z leve strani pridruži potok Kanomlja, drugje je v dnu doline in na strmih pobočjih le malo prostora za samotne kmetije in majhne zaselke. Kljub temu je dolina prometno odprta, saj pelje skoznjo magistralna cesta Idrija–Most na Soči, s katere je struga Idrijce na mnogih mestih lahko dostopna. Reka je večinoma vrezana v spodnjetriasne dolomite in teče večinoma v smeri proti severozahodu, po sotočju z desnim pritokom Cerknico pa se obrne proti zahodu in zaje v odpornejše apnence Šebreljske in Šentviške planote. Ta del doline je ponovno ožji, mestoma prava soteska, v kateri je ponekod komaj dovolj prostora za reko in cesto. Na strmem levem pobočju pod vasjo Šebrelje je visoko nad reko pomembno arheološko najdišče Divje babe.