Elvas øverste kilder er ved Sørdalssmåvatnan (738 moh.), som ligger vest for innsjøen Govdajávri i fjellområdene mellom Signaldalen og Skibotndalen. Fra Govdajávri renner elva, som her heter Breidalselva, mot sørøst til den løper sammen med elva fra Golddajávri og danner Stordalselva. Elva snur nå mot vest og renner stri ned den trange Stordalen. Vest for fjellet Paras renner den sammen med Paraselva fra sør og danner selve Signaldalelva. Gjennom Signaldalen renner elva i et rolig løp, avbrutt av enkelte fosser og strykpartier. Dalen har bratte sider og sideelver danner flere steder fossefall ned mot dalbunnen, blant annet den vakre Signalnesfossen. I det nedre løpet danner elva vide meandere, før den munner ut lengst sør i Storfjorden.