El río Chillán pasa por el sur de la ciudad, y aparece en la localidad de Las Mariposas y El Emboque, bastante cerca de la Avenida Alonso de Ercilla, luego cambia su dirección en forma de «S» en el sector de Río Viejo, siguiendo en dirección oeste y pasando por el sur de Chillán Viejo por la Ruta 5 Sur (hacia Bulnes), hasta tributar al río Ñuble cerca de la localidad de Confluencia.