Elle coule au fond de la vallée des Ormonts pour rejoindre le Rhône sur la commune d'Aigle, à 380 m au lieu-dit La Mêlée. Elle prend sa source sur le versant vaudois des Diablerets et se jette dans le Rhône après un parcours de 26 km.
Ses principaux affluents sont l'Aigue noire, le Dar et le Torrent du Plan.
Conséquence de précipitations exceptionnelles[4], la Grande Eau a été en crue du 1er au avec, le , une moyenne journalière de 45 m3/s et une pointe de 60,2 m3/s indiquant une crue décennale[5].
Relevé hydrologique
Débit moyen mensuel (en m3/s) Station hydrologique : Aigle, pont de La Fontaine, 413 m (1935 - 2013)