
Tại tỉnh Bắc Kạn, sông Cầu bắt nguồn từ phía nam đỉnh Phia Bioóc (cao 1.578 m) của dãy Văn Ôn trong địa phận huyện Chợ Đồn, chảy ngoằn ngoèo giữa hai dãy núi Ngân Sơn và dãy núi Sông Gâm theo hướng bắc tây bắc-nam đông nam tới địa phận huyện Bạch Thông, rồi đổi hướng để chảy theo hướng tây tây nam-đông đông bắc qua thị xã Bắc Kạn tới xã Mỹ Thanh huyện Bạch Thông. Tại đây nó đổi hướng để chảy theo hướng đông bắc-tây nam. Tới xã Sơn Cẩm, huyện Phú Lương, nó nhận tiếp một chi lưu phía hữu ngạn là sông Đu rồi chảy qua phía đông thành phố Thái Nguyên, chảy tới xã Nga My huyện Phú Bình thì đổi sang hướng đông bắc-tây nam tới huyện Phổ Yên để nhận tiếp một chi lưu là sông Công. Tới ranh giới huyện Hiệp Hòa (Bắc Giang) và huyện Sóc Sơn (Hà Nội) nó nhận một chi lưu nhỏ phía hữu ngạn là sông Cà Lồ rồi chảy tiếp về phía đông qua ranh giới của hai huyện Việt Yên (Bắc Giang) và Yên Phong (Bắc Ninh) rồi hợp lưu với sông Thương tại huyện Yên Dũng và thị trấn Phả Lại, huyện Chí Linh (Hải Dương) để tạo thành sông Thái Bình. Lưu vực có tổng chiều dài các nhánh sông khoảng 1.600 km.
.jpg)
Mạng lưới hệ thống sông Cầu
Chế độ dòng chảy trong lưu vực sông Cầu chia thành 2 mùa rõ rệt, mùa lũ thường bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 9, mùa kiệt từ tháng 10 đến tháng 5 năm sau. Trong một số phụ lưu như sông Đu, sông Công và một số sông suối lớn ven dãy núi Tam Đảo, mùa mưa thường kéo dài hơn, do vậy mùa lũ kéo dài từ tháng 6 - 10. Tính bình quân toàn lưu vực với lượng mưa hàng năm khoảng 1.700 mm, module dòng chảy năm trung bình trên lưu vực khoảng 21,4 l/s.km2. Sự biến đổi dòng chảy năm trên toàn lưu vực không lớn, năm nhiều nước cũng chỉ gấp từ 2 đến 3 lần năm ít nước.
Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, mùa lũ thường chậm hơn một tháng (từ tháng 6 đến tháng 9). Trừ một số tiểu lưu vực nhỏ thuộc dãy núi Tam Đảo lượng mưa tháng 10 còn khá lớn nên thời gian lũ có xê dịch đi chút ít, thường là từ tháng 6 đến tháng 10. Xét trên toàn lưu vực mùa lũ kéo dài từ tháng 6 đến tháng 9.
Từ tháng X chế độ gió đông nam bắt đầu yếu đi vì dải hội tụ nhiệt đới lúc này đã lùi dần về phía nam. Lượng mưa trên lưu vực giảm xuống dưới mức bình quân tháng trong năm và nhỏ nhất vào các tháng XII, I và II, nhỏ hơn cả tổng lượng bốc hơi trong tháng. Thời gian mùa kiệt được tính từ tháng X năm trước đến tháng V năm sau. Tổng lượng dòng chảy trong 8 tháng mùa kiệt ở hầu hết các điểm đo trên các sông trong lưu vực chỉ chiếm 20 - 25% tổng lượng dòng chảy năm.

Sông Cầu tại phần thượng lưu vào mùa cạn

Lũ lụt trên sông Cầu