Elva har sitt utspring ved Fonnagavlen, lengst vest i Hellevassdalen, i Ullensvang kommune i Vestland, i den sørlige delen av Hardangervidda nasjonalpark. Den renner først mot øst, passerer turisthytta Hellevassbu ved Øvre Hellevatnet. Etter Nedre Hellevatnet snur elva mot sørøst og renner ved Songemoen ut av nasjonalparken, og ved Fjarefithytta inn i Songavatnet. Songavatnet er gjennom Songadammen regulert 35 meter og er hovedmagasin for Songa kraftverk, som ble satt i drift i 1964 og er en del av Tokkeverkene.