Nidelva har sitt utspring fra Bjørsjøen, lengst vest i Selbusjøen. Ved Hyttfossen ligger Hyttfossen dam som regulerer vannstanden i Selbusjøen. Nedenfor Hyttfossen ligger Løkaunet kraftstasjon, og elva renner videre forbi Svean kraftstasjon og passerer vest for Klæbu sentrum. Lengre mot nord i Klæbu ligger Fjæremsfossen med dam og kraftstasjon. Derfra renner den nordover forbi Tiller til Leirfossene hvor det er tre vannkraftverk. Etter Nedre Leirfossen har elva et svingete og meandrerende løp forbi Stavne og gjennom Trondheim sentrum. Den når Trondheimsfjorden ved Brattøra (nær Trondheim sentralstasjon).