La Grande Rivière prend sa source au lac Fournier (longueur : 0,5 km ; altitude : 345 m) lequel est situé dans la municipalité de Sainte-Perpétue au cœur des monts Notre-Dame. Cette source est située à 31,6 km au sud-est de la rive sud du fleuve Saint-Laurent, à 7,1 km au nord-est du centre du village de Sainte-Perpétue et à 8,3 km au sud du centre du village de Tourville.
À partir de sa source, la Grande Rivière coule sur 32,5 km en zones forestières, répartis selon les segments suivants :
Partie supérieure de la Grande Rivière (segment de 18,5 km)
1,3 km vers l'ouest, en formant une boucle vers le nord dans Saint-Gabriel-Lalemant, jusqu'à sa confluence.
La confluence de la rivière est située dans la municipalité de Saint-Gabriel-Lalemant, tout près de la limite de Saint-Onésime-d'Ixworth. Cette confluence est à 3,5 km au sud du centre du village de Saint-Gabriel-de-Kamouraska, 8,6 km à l'est du centre du village de La Pocatière, à 6,5 km au sud du centre du village de Saint-Pacôme. Cette confluence est située à 2,2 km en amont du pont du chemin du Village, dans le hameau Canton-des-Roches.