Исток Волги — ключ у деревни Волговерховье в Тверской области. В верхнем течении, в пределах Валдайской возвышенности Волга проходит через небольшие озёра — Малое и Большое Верхиты, затем уже через систему крупных озёр, известных как Верхневолжские озёра: Стерж, Вселуг, Пено и Волго, объединённые в так называемое Верхневолжское водохранилище.
Верхняя Волга
После прохождения Волги через систему Верхневолжских озёр в 1843 году была сооружена плотина (Верхневолжский бейшлот) для регулирования стока воды и поддержания судоходных глубин в межень.
Между городами Тверь и Рыбинск на Волге созданы Иваньковское водохранилище (так называемое Московское море) с плотиной и ГЭС у г. Дубна, Угличское водохранилище (ГЭС у Углича), Рыбинское водохранилище (ГЭС у Рыбинска). В районе Рыбинск — Ярославль и ниже Костромы река протекает в узкой долине среди высоких берегов, пересекая Угличско-Даниловскую и Галичско-Чухломскую возвышенности. Далее Волга течёт вдоль Унженской и Балахнинской низменностей. У Городца (выше Нижнего Новгорода) Волга, перегороженная плотиной Нижегородской ГЭС, образует Горьковское водохранилище.
Крупнейшие притоки верхней Волги — Селижаровка, Тьма, Тверца, Молога, Шексна и Унжа.
Средняя Волга
В среднем течении, ниже впадения Оки, Волга становится ещё более полноводной. Она течёт вдоль северного края Приволжской возвышенности. Правый берег реки высокий, левый — низменный. У Чебоксар построена Чебоксарская ГЭС, выше плотины которой расположено Чебоксарское водохранилище. Наиболее крупные притоки Волги в её среднем течении — Ока, Сура, Ветлуга и Свияга.
Нижняя Волга
В нижнем течении, после впадения Камы, Волга становится могучей рекой. Она протекает здесь вдоль Приволжской возвышенности. Около Тольятти, выше Самарской Луки, которую образует Волга, огибая Жигулёвские горы, сооружена плотина Жигулёвской ГЭС; выше плотины простирается Куйбышевское водохранилище. На Волге в районе города Балаково возведена плотина Саратовской ГЭС. Нижняя Волга принимает сравнительно небольшие притоки — Сок, Самару, Большой Иргиз, Еруслан. В 21 км выше Волгограда от Волги отделяется левый рукав — Ахтуба (длина 537 км), которая течёт параллельно основному руслу. Обширное пространство между Волгой и Ахтубой, пересечённое многочисленными протоками и староречьями, называется Волго-Ахтубинской поймой; ширина разливов в пределах этой поймы достигала прежде 20—30 км. На Волге между началом Ахтубы и Волгоградом построена Волжская ГЭС; выше плотины простирается Волгоградское водохранилище.
Дельта Волги начинается в месте отделения от её русла Ахтубы (в районе Волгограда) и является одной из самых крупных в России. В дельте насчитывается до 500 рукавов, протоков и мелких речек. Главные рукава — Бахтемир, Камызяк, Старая Волга, Болда, Бузан, Ахтуба (из них в судоходном состоянии поддерживается Бахтемир, образуя Волго-Каспийский канал). Волжский рукав Кигач пересекает территорию Курмангазинского района Атырауской области Казахстана. С указанного рукава берет начало стратегический водовод «Волга — Мангышлак», обеспечивающий пресной водой отдельные районы Мангистауской области Казахстана.
В разные периоды времени дельта Волги меняла свое положение. Так, «во II веке началось усыхание аридной зоны, достигшее максимума в III веке. За этот период Каспийское море поднялось до отметки минус 33-32 м. Волга понесла такое количество воды, которое тогдашнее русло вместить не могло, и образовала дельту современного типа. На юг дельта простиралась почти до полуострова Бузачи (севернее Мангышлака)