小渋川は全域にわたって水質は良好で、水質汚濁に係る環境基準（水域類型指定）はAA類型となっており、生物化学的酸素要求量(BOD)もAA類型の環境基準を満たしている。
小渋湖をはじめとして小渋川の流域には天竜小渋水系県立自然公園が設定されている。また、源流一帯は水源かん養保安林となっており、開発には一定の制約がある。異なる地質帯にまたがっていて、源流と下流で標高差が2000mもある小渋川流域には様々な環境があり、それに応じて動植物も多種多様である。
1949年（昭和24年）から小渋峡に小渋ダムを建設する計画があり、三六災害（1961年）を経て1963年（昭和38年）から建設省直轄工事として建設が行われた。これにともなって集落の移転があったほか、湖岸に県道59号が整備されて大鹿村奥地への交通の便が改善された。ダムは1969年（昭和44年）に完成し、生じたダム湖は小渋湖と命名された。ダムは小渋川上流の土砂が天竜川へ流入するのを防ぐほか、水力発電、灌漑用水（小渋川一貫水路）の確保に利用されている。小渋ダムと同時期に建造された美和ダム（三峰川）は、特定多目的ダム法に基づくダムとしては第1号だった。近年はダム内への土砂の堆積が進んでいるため、ダムの内外に通じる水路トンネルを掘り、土砂の影響を避けて水利ができるように改良が行われている。小渋ダムを出た小渋川は、そのまま西流して天竜川に注いでいる。天竜川への合流地点から3kmの区間は国土交通省・天竜川上流河川事務所の駒ヶ根出張所が管理をしているほか、全流域を小渋川砂防出張所で担当している。
小渋川は、青木川を合わせて北へ流れたあと、北から来る鹿塩川と合流すると90度向きを変えて西へ転じる。ここから小渋川は、先行河川となって伊那山地を南北に分断して落差400mほどの大峡谷を刻んでいる。これを小渋峡（こしぶきょう）と呼ぶ。
地蔵峠から青木川に沿って北上してきた国道152号（秋葉街道）は、小渋川との合流地点で渡河し、小渋川の右岸へ続いている。ここには1956年（昭和31年）完成の3連アーチ橋・小渋橋が架かっており、2011年（平成23年）に国の登録有形文化財となっている。また、「信濃の橋百選」にも選ばれている。現在は新設の「新小渋橋」が架けられ、国道152号は新小渋橋を通り、小渋橋は村道扱いになっている。
上蔵地区を過ぎると谷底が開け、南からくる青木川が左岸から合流して、小渋川は北へ向きを変える。さらにその先では北から流れてきた鹿塩川が右岸から合流する。青木川、鹿塩川と、両支流の合流点のあいだの小渋川はほぼ南北方向にまっすぐ流れているが、これは赤石構造線（赤石裂線）と呼ばれる地質構造線による谷である。赤石構造線は、日本列島を構成する東西の地質帯のズレによってできた構造谷で、水窪川、青崩峠、遠山川、地蔵峠、青木川、小渋川、鹿塩川、分杭峠、三峰川などがほぼ一直線に並んでいる。小渋川と青木川の合流地点には、小渋川の流域・大鹿村でもっとも広い平地が形成されており、かつては「島川原」と呼ばれていた。特に小渋川右岸には住宅や公共機関などが集まり市街地が形成されている。両川に挟まれた三角地帯には、中央構造線博物館などが整備されている。
上蔵の対岸には小さな沢が流入しているが、その上流の谷は全体が崩壊地になっており、鳶ヶ巣（鳶ヶ巣大崩壊地）と呼ばれている。崩壊地は全体で30haの広さがあり、古来から赤い岩肌を晒しており、「赤ナギ」とも呼ばれていた。一帯は40度の急斜面になっており、ここから崩落した土砂がたびたび小渋川を堰き止めて災害を引き起こしてきた。近年は緑化によって崩壊を食い止める取り組みが行われている。
1986年5月末頃から、ホメイニー師やラフサンジャーニーマジェレス議長などイラン指導者層は翌87年3月までに戦争をイランの勝利で終わらせると発言し、500個大隊の新規創設を打ち出した。こうした構想の下、カルバラ第1号作戦を開始した。これにはイラン・コントラ事件を通じて航空機の予備部品や対戦車ミサイルBGM-71 TOW、地対空ミサイルホーク、レーダー部品の調達に成功し、さらにこれらを活用した第1次アル＝ファオの戦いでの勝利が戦争をイラン優勢のうちに終結に導けると判断した。作戦目標としては従来通り、重要経済都市バスラの占領であったが、更に南部イラクのシーア派住民による分離独立政権の樹立も狙っていた。また、国民の生活に対する不安（この頃にはインフレーションが深刻な状態になりつつあり、失業率も30％に達していた）が増大し、経済的問題から国民の目を和らげるため決戦を志向するようになっていた。イラン戦争指導部は、軍の人事刷新を実施、8月初旬に統合幕僚議長シーラーズィー大佐を更迭（表向きは最高国防評議会委員に栄転）し、変わって第21師団長や南部軍作戦部長を歴任し、人海戦術派で知られたフセイン・ハサーニ・サーディ大佐を就任させた。これにより徴兵が一層強化された。また、86年前半から3億ドル相当の兵器（中国製のMiG-19など）の購入を推進し雨季が終わる年末ごろまで準備が進められた。尚、作戦発起日をクリスマスに合わせることにより欧米各国の耳目をひきつける政治的効果も期待された。