西辽河干流，自西南向东北向，流经河北省的平泉县，内蒙古自治区的宁城县、翁牛特旗、奈曼旗、开鲁县，在内蒙古的通辽市、吉林省双辽市，至科尔沁左翼中旗白音他拉纳右侧支流教来河继续东流，小瓦房汇入北来的乌力吉木伦河后转为东北-西南向，进入辽宁省，到昌图县汇合东辽河。

辽河干流继续南流，经昌图县、康平县、法库县、开原市、铁岭市、沈阳市、新民县、辽中县、台安县、盘锦市、盘山县、大洼且等县市，分别纳入左侧支流招苏台河、清河、柴河、泛河和右侧的秀水河、养息牧河、柳河等支流后，在盘山县六间房水文站附近分成两股。