涪江，發源於四川省松潘縣境內岷山主峰雪寶頂（藏語：哈肖冬日，意為東方海螺山）東北坡三岔子。據清《蜀水考》所載：“涪水源出松潘衛（今松潘縣）風洞頂興龍泉”；“興龍泉在衛東六十裏，源出雪欄山風洞頂黃龍寺後”；“其山平坦，上有龍潭。”雪欄山俗稱寶頂山，即雪寶頂。涪江的江源，與龍有密切關聯，雪寶頂下有藏龍山、黃龍寺，平武縣城龍安鎮，古稱龍安府。在松潘、平武有許多帶龍的地名：龍溪、龍池、龍峰、龍巖、龍鳳、龍治、龍歸寺，還有龍王包。
涪江從松潘縣的黃龍寺東南（衛風洞）而下，流經黃龍鄉、施家堡鄉、小河鄉，接納了眾多的溪流，出黃龍，進入平武縣界。
在平武縣境內，經水晶鎮、闊達鄉、過龍安鎮（平武縣政府駐地），在平武縣城以北約10公裏的鐵龍堡，接納了從左岸匯來的第壹條支流火溪河，過古城鎮、壩子鄉、南壩鎮、轉向南流，至響巖鎮，沖過兵家重地江油關，進入江油市境。
自江油市境，涪江開始迂回曲折於四川盆地北麓，江面寬闊，流向盆地東南。涪江在流經北城鄉、武都鎮，至中壩鎮（市政府駐地）分為兩支，過中壩鎮又合二為壹（區間右為太平鎮，左為三合鎮）。流過川北重鎮江油縣後，約5公裏，至彰明鎮，左岸支流平通河從北而來，匯入涪江。又過青蓮鎮（李白故裏），通口河（湔江）（該河經青蓮鎮）。區間沿青蓮鎮、龍鳳鎮、九嶺鎮邊界南行，出江油界。
涪江繼續下行，進入了流域內最大的沖積平原－綿陽平原。流經綿陽市北部涪城區（原涪縣）的龍門鎮、遊仙區的石馬鎮、涪城區（原涪縣）的青義鎮，進入綿陽市區。芙蓉溪在市區東部遊仙區的遊仙鎮自左岸匯入，安昌河自西而來，在綿陽市區東南匯入涪江。涪江南出綿陽市區，再過涪城區的塘汛鎮、豐谷鎮，出綿陽。綿陽平原面積170多平方公裏，土質肥沃、物產豐富，川北重鎮綿陽就座落在平原西北緣。
涪江過綿陽市區後，進入綿陽市的三臺縣境，轉向東南流，經蘆溪鎮、花園鎮、劉營鎮、靈興鎮、新德鎮，縣城潼川鎮，在潼川鎮東塔山下，接納右岸支流凱江。涪江接納凱江後，經三臺縣百頃入射洪縣境。
四川省遂寧市射洪縣境，經香山鎮、金華鎮、廣興鎮，在唐代詩人陳子昂墓地獨座山下，左岸支流梓潼江又來匯合。過縣城太和鎮、大於鎮、瞿河鄉、青堤鄉、沱牌鎮（原楊樹鎮），出射洪縣。
涪江向南流，過遂寧市蓬溪縣、大英縣邊界，在大英縣的郪口鎮，右岸支流郪江在郪口匯入涪江。郪口是涪江幹流上最寬的河谷所在，也是射洪、遂寧兩縣交界之處。入遂寧市船山區，經桂花鎮、唐家鄉，遂寧市區，仁裏鎮，老池鄉，蓬溪縣荷葉鄉，有壹段遂寧市、重慶市界河，在潼南縣玉溪鎮西進入重慶市境。
南流經重慶市潼南縣的玉溪鎮、安興鄉、桂林鎮（桂林街道），縣城梓潼街道，上和鎮、別口鎮，合川區太和鎮、小河鄉，成為合川區、銅梁區界河，經銅梁區高樓鎮，在銅梁區的安居鎮納入右岸支流瓊江。東流，經川北門戶合川區的銅溪鎮、渭沱鎮、皂角鎮，最後壹條支流小安溪由右岸匯入涪江。涪江接納小安溪後，在合川城南釣魚城下，結束了670公裏的流程。匯入由合川城東北而來的嘉陵江。