Lưu vực sông Cầu nằm ở toạ độ từ 210⁰7’ đến 22⁰18’ vĩ độ bắc, 105⁰ 28’ đến 106⁰08’ kinh độ đông và có diện tích 6.030 km2. Lưu vực bao gồm toàn bộ hoặc một phần lãnh thổ của các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc và Hà Nội. Lưu vực được giới hạn bởi: cánh cung sông Gâm ở phía tây, cánh cung Ngân Sơn ở phía đông, phía bắc và tây bắc giới hạn bởi những dãy núi cao hơn 1.000m, phía nam giáp với Hải Dương và Hà Nội.

Bản đồ lưu vực sông Cầu