Diyals kilder ligger i Zagrosfjellene i iransk Kurdistan. Elva går her igjennom et fjellandskap og kalles som kan overettes med brølende elv/vann. Diyala er grenselv mellom Iran og Irak over 32 kilometer før den går inn i Diyalaprovinsen i Irak og flyter etterhvert rolig gjennom det tørre mesopotamiske slettelandet før den munner ut i Tigris like nedenfor Bagdad.