Vassdraget består av to deler, Nordelva fra Stordalen og Sørelva fra Litledalen, hvorav Nordelva er den største. Hovedvannstrengen i vassdraget har utspring fra et lite vatn ved Vinjakvelvnuten på fjellplatået mellom Åkrafjorden og Sauda. Derfra renner Stordalselva mot vest ned til Stordalsvatnet. Fra vestenden av vatnet fortsetter Nordelva ned til samløpet med Sørelva, som har utspring fra fjellområdene sør for hoveddalføret.