Sông bắt nguồn từ vùng núi ở phía Tây Nam của tỉnh Quảng Nam và ở phía Bắc của tỉnh Kon Tum.

Phần thượng nguồn ở Phước Sơn được gọi là Đắk Mi, sông chảy theo hướng Nam lên Bắc. Khi qua địa bàn phía Đông huyện Nam Giang, sông được gọi là sông Cái. Tại đây, nó nhận một phụ lưu lớn ở phía Tây (tả ngạn), đó là sông Giằng.

Bắt đầu khi chảy sang huyện Đại Lộc, sông được gọi là Vu Gia và có dòng chảy theo hướng Đông-Tây. Sông Vu Gia chảy đến địa phận xã Đại Hòa ở phía Tây Đại Lộc thì tách ra làm hai dòng, một là sông Yên chảy lên phía Bắc hội lưu với sông Cầu Đỏ, một đi về phía Nam hội lưu với sông Thu Bồn.

Đầu năm 2001, sông Vu Gia tại địa phận xã Đại Cường, huyện Đại Lộc đã tạo ra một dòng chảy mới hội lưu vào sông Thu Bồn và chuyển gần hết lượng nước của mình qua dòng mới đó vào sông Thu Bồn. Việc này làm giảm lượng nước của phân lưu đổ vào sông Yên, và từ đó dẫn tới thiếu nước cho sông Yên và sông Hàn. Các ruộng luống ở phía Bắc Quảng Nam trở nên bị khô hạn trong khi nước mặn từ biển đã thâm nhập vào sông Hàn gây khó khăn cho việc khai thác nước sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng. Tỉnh Quảng Nam đã phải xây một con đập kiên cố để chỉnh dòng chảy của Vu Gia về như cũ [3].