Elva har utspring på Repfjellet og renner derfra mot vest og nordvest ned til Storgraset, som er den åpne og skogkledte øvre delen av Østerelvdalen. Nedenfor Østerelvsætra smalner dalen inn til bare noen få hundre meter, og ved Trånga går elva gjennom et kilometerlangt gjel. Østerelva løper sammen med Tverrelva rundt to kilometer øst for tettstedet Tverrelvdalen. I nedre del av vassdraget er en rekke skiferbrudd. Det går vei langs elva opp til samløpet med Tverrfjellbekken.