Die in folgender Verlaufsbeschreibung vergrößert und fett hervorgehobenen Verkehrsübergänge bzw. Passhöhen liegen innerhalb des Einzugsgebietes der Dora Baltea.
Die Dora Baltea entsteht in der autonomen Region Aostatal in den Grajischen Alpen bei Entrèves (1.300 m) oberhalb von Courmayeur (im Bild unten) nahe dem Südportal des Mont-Blanc-Tunnels, der das Aostatal mit Chamonix im französischen Arvetal verbindet (Autostrada A 5), aus der Vereinigung zweier Schmelzwasserbäche, nämlich der Doire de Ferret, die kurz vorher das Val Ferret durchflossen hat, und der Doire de Véni, die das Val Veny entwässert. Die beiden genannten Täler begrenzen das Mont-Blanc-Massiv im Südosten.
Die Doire de Ferret entspringt dem Glacier de Pré de Bar (3.600 m), die Doire de Véni dem Sumpfgebiet von Combal sowie dem italienischen Ghiacciaio del Miage (frz: Glacier de Miage, 3.800 m). Beide sind Gletscher auf der italienischen Südostseite des Montblanc-Massivs. Die Dora Baltea fließt in Ostrichtung durch das Aostatal. Dieses wird im Norden vom Alpenhauptkamm und im Süden vom Gran-Paradiso-Massiv begrenzt.
Noch vor Courmayeur (1.224 m) mündet von links der das Val Sapin entwässernde gleichnamige Bach ein. Bei dem 4 km flussabwärts von Courmayeur gelegenen Thermenkurort Pré-Saint-Didier (1.004 m, im Bild unten das Kurzentrum) fließt von Süden der aus dem Zusammenfluss von Dora di Rutor und Dora di Verney entstandene 15 km lange Torrente Ruitor -, und weitere 5 km später bei Morgex (923 m) der 8 km lange Torrente Arpy zu.
Durch das Val Verney führt eine Straßenverbindung über den Colle del Piccolo San Bernardo ins Isèretal. Ruitor- und Arpytal sind durch den Colle San Carlo miteinander verbunden.
Noch vor der 25 km flussabwärts von Morgex gelegenen Regionshauptstadt Aosta münden von Süden die die Gran-Paradiso-Nationalparktäler Valgrisenche, Val di Rhemes und Val Savarenche entwässernden Bäche und schließlich bei Aymavilles (640 m) noch die 32 km lange Grand Eyvia (siehe Karte oben), die das längste Paradisotal, das Val di Cogne (im Bild unten) durchfließt, in die Dora Baltea.
In alle genannten Täler führen als Sackgassen endende Stichstraßen. Jene ins Val Savarenche führende Straße führt zwar über den Colle del Nivolet ins vom Orco durchflossene Val Locanda, jedoch ist die Nordauffahrt zur Passhöhe aus Naturschutzgründen gesperrt und auch diese Straße endet somit beim Weiler Pont (im Bild unten) auf 2.000 m Seehöhe als Sackgasse.
Bei der Stadt Aosta (im Bild unten) erreicht von Norden das Valle del Gran San Bernardo, das die Grajischen Alpen im Westen von den auch Pennische Alpen genannten Walliser Alpen im Osten trennt, das Aostatal. Über den am Talschluss dieses Tales gelegenen Colle del Gran San Bernardo führt eine traditionsreiche Verkehrsverbindung ins Schweizer Rhônetal. An der Südabfahrt entspringt der Torrente del Grand-Saint-Bernard, der über den 20 km langen Torrente Artanavaz und den Buthier die Dora Baltea bei Aosta erreicht (583 m).
Der 40 km lange Buthier entspringt westlich des Matterhorns am Ghiacciaio di Tsa de Tsan und durchfließt in Südwestrichtung das Valpelline, nach dem er kurz vor Aosta noch den Artanavaz aufnimmt.
Die Talgemeinden des Valle del Gran San Bernardo sind Gignod (988 m), Allein (1.253 m), Etroubles (1.280 m), Saint-Oyen (1.373 m) und Saint-Rhémy-en-Bosses (1.632 m). Im Valpelline liegen Doues (1.176 m), Valpelline (960 m), Oyace (1.177 m) und Bionaz (1.606 m).
Im Süden der Stadt Aosta liegt auf 1.800 m Seehöhe das Schidorf Pila. Östlich von Aosta fließen der nunmehr selbst zum Grenzfluss zwischen den Walliser Alpen (Nordufer) und den Grajischen Alpen gewordenen Dora Baltea sowohl von Süden, als auch von Norden zahlreiche großteils unbewohnte Täler entwässernde Gebirgsbäche zu. Bei der 20 km flussabwärts von Aosta gelegenen Ortschaft Chambave mündet von Norden der weniger als 1 km lange Torrente Alberaz ein, dem eine Straße aufwärts folgt, die über den Col de St-Pantaléon ins Valtournenche führt. Bei der weitere 5 km flussabwärts gelegenen Ortschaft Châtillon fließt der das Valtournenche entwässernde 31 km lange Torrente Marmore zu (470 m, im Bild unten).
Von Châtillon führt in Nordrichtung eine vielbefahrene Straße (SR 46) durch das Valtournenche über den gleichnamigen Hauptort des Tales (1.330 m), der als Wiege des italienischen Alpinismus gilt, bis zu dem am Südfuß des Matterhorns gelegenen Touristenzentrum Breul-Cervinia (2.003 m), dem südseitigen Ausgangspunkt für Expeditionen auf das Matterhorn, wo sie nach 27 km endet. Der dortige Alpenhauptkammübergang über den 3.301 m hohen Colle del Teodulo (frz: Col de Saint-Théodule, dt: Theodulpass, bis 1691 auch Augsttalerpass genannt, im Bild unten) nach Zermatt ist auch im Sommer am besten mit Skiern zu bewältigen, da er großteils vergletschert und Kulminationspunkt einer länderübergreifenden Schischaukel ist.
Auf der italienischen Seite befindet sich die kleine Attraktion Bontadini-Lift, dessen Bergstation auch über eine Fahrpiste erreichbar ist. Der Bontadini-Lift ist ein Sessellift für Skifahrer und liegt östlich von Breuil-Cervinia. Seine Bergstation ist vor dem Col de Sommeiller der höchste Punkt der Alpen, der mit zweispurigen Fahrzeugen angefahren werden kann. Die Gipfelhöhe der Bergstation des Bontadini-Lifts (siehe Bild unten) beträgt 3.332 m und liegt wenige Meter oberhalb der bewirtschafteten Theodulhütte an der Grenze zwischen Italien und der Schweiz. Die Anfahrt zur Bergstation ist (zum Unterschied zum Sommeiller) nur mit Geländefahrzeugen (nicht mit PKW) möglich und nur in einem sehr engen Zeitfenster im Jahr zwischen dem Abtauen des Altschnees und dem ersten Neuschnee möglich. Der Aufstieg erfolgt von Breuil-Cervinia aus und zieht sich entlang mehrerer Seilbahnstrecken durch eine unwegsame Stein- und Geröll-Landschaft. Im oberen Teil gilt es einige steile, nicht randgesicherte Serpentinen im groben Geröll zu überwinden sowie eine letzte sehr steile Auffahrt zur Theodulhütte. Diese Passagen stellen die eigentlichen Schlüsselstellen der Befahrung dar. Im Jahr 2009 wurde die Strecke für KFZ durch die zuständige Behörde in Breuil Cervinia gesperrt, jedoch gibt es Ausnahmegenehmigungen für bestimmte Veranstaltungen.
Unterhalb von Châtillon (im Bild unten) dreht die Dora Baltea bei der Ortschaft Saint Vincent (550 m) in Südostrichtung und es münden vor der 10 km flussabwärts gelegenen Ortschaft Verrès (391 m) von rechts der Torrent Chalamy und im Ortsgebiet von links der das Val d`Ayas entwässernde 31 km lange Torrente Évançon ein.
Zwischen Saint Vincent und Verrès münden von links u. a. der Torrente Neiran und der Torrente Enversot in die Dora Baltea und es führen über die Pässe Colle di Joux, Colle di Zuccore und Col d’Arlaz Straßen vom Aostatal ins Val d`Ayas.
Die Dora Baltea fließt nach der linksseitigen Évançoneinmündung bei Verrès weiter in Südostrichtung und es mündet nach 8 km bei Hône (364 m) von Westen der 24 km lange, das Valle di Champorcher entwässernde Fiume Ayasse ein, in dessen Tal eine über 15 km lange Stichstraße führt, die beim Weiler Chardonney (1.500 m) endet.
Bei der weitere 7 km flussabwärts gelegenen Ortschaft Pont-Saint-Martin (345 m, im Bild unten die namensgebende über 2000 Jahre alte Römische Brücke über die Lys, die bis ins 19. Jh benützt wurde) mündet von links die das in Nord-Südrichtung verlaufende Val di Gressoney entwässernde 40 km lange Lys ein, die am Lysgletscher im westlichen Monte-Rosa-Massiv an der Schweizer Grenze entspringt und parallel zu den westlichen Nachbartälern Val d`Ayas und Valtournenche die walserdeutsche Talschaft des Gressoney (walserdt: Greschunei) durchfließt. Entlang des östlichen Talrandes des Gressoney verläuft die Regionsgrenze zum Piemont.
Gressoney ist eine traditionell deutschsprachige Gemeinde, deren Bevölkerung ab dem 12. Jahrhundert vom schweizer Zermatt her über den Theodulpass und durch das oberste Val d`Ayas in das Tal der Lys (im Bild unten bei Saint-Jean) eingewandert war. Ein Teil der Bevölkerung (in der älteren Generation der weitaus größere Teil) spricht noch heute Greschuneititsch, das lokale Walserdeutsch, eine dem Höchstalemannischen zuzurechnende deutsche Mundart. Daneben ist heute italienisch stark verbreitet.
In Issime (im lokalen Dialekt: Eischeme), einer sich weiter unten im Lystal befindlichen Gemeinde, wird ebenfalls eine Mundart des Walserdeutschen gesprochen, wobei sich die Gressoneyer und die Issimer Mundart derart stark unterscheiden, dass sie von der Bevölkerung des jeweils anderen Dorfes für unverständlich gehalten wird. In Gressoney wurde früher neben dem Dialekt auch die deutsche Hochsprache gepflegt.
Seit dem Mittelalter waren die Gressoneyer Männer als Krämer und Hausierer bekannt, die während des Sommers die Märkte und Messen in der Schweiz und in Deutschland besuchten. Dadurch konnte die Verbindung mit dem deutschen Sprachraum auch während der sogenannten Kleinen Eiszeit erhalten werden, als der im Mittelalter eisfreie Theodulpass von Gletschern bedeckt wurde. Bis ins ausgehende 19. Jahrhundert wurde daher auch die deutsche Hochsprache verbreitet verstanden und diente als Schriftsprache. Die Italienisierung hat erst unter Mussolini und mit dem Aufkommen des Tourismus stark zugenommen; zwischen 1939 und 1946 trugen die beiden Ortsteile die italienisierten Namen Gressonei La Trinità und Gressonei San Giovanni.
Unmittelbar nach Pont-Saint-Martin überschreitet die Dora Baltea die Regionsgrenze zum Piemont, durchfließt weiter in Südostrichtung ohne nennenswerte Zuflüsse ihr immer breiter werdendes Tal, verlässt nach 16 km bei Ivrea (253 m) das Alpengebiet, tritt in die Poebene ein und es fließt von rechts die Chiusella zu.
Nördlich von Ivrea zweigt vom linken Ufer der Dora Baltea in Südostrichtung der Höhenzug Serra Morenica di Ivrea ab (im Bild unten), über den Verkehrswege ins Sesiagebiet führen.
Die 41 km lange Chiusella entspringt in den Grajischen Alpen auf der Piemontseite des Monte Marzo (2.756 m, Grenzberg der Regionen Piemont/Aostatal) auf 2.300 m Seehöhe. Sie durchfließt in Südostrichtung das 25 km lange Valchiusella, passiert die Orte Travers (827 m), Vico Cavanese (738 m), Meugliano (680 m) und Alice Superiore (610 m), nach der sie die wildromantische in Paddlerkreisen beliebte Garavotschlucht (im Bild unten) durchfließt.
Danach nimmt sie bei Issiglio (485 m) von rechts ihren größten Zufluss, die 29 km lange Savenca auf, aus deren Tal eine Straße über die Passhöhe von Castelnuovo Nigra-Moris ins Tal des Orco führt.
Bei Vidracco (440 m), von wo ebenfalls eine Straße über den gleichnamigen Übergang ins Valle Orco führt, wird sie zum Lago Gurzia aufgestaut (433 m, im Bild unten die Staumauer), verlässt diesen in Ostrichtung, tritt in die Poebene ein, wird von der Autostrada A 5 (Turin-Chamonix) gequert und erreicht bei der 10 km südlich von Ivrea gelegenen Ortschaft Cerone auf 223 m Seehöhe die Dora Baltea, die ihrerseits 30 km weiter südöstlich auf 154 m Seehöhe bei Crescentino von links in den Po mündet.
Der Po überwindet nach der Einmündung der Dora Baltea in Ostrichtung auf einer Strecke von 40 km fast 50 Höhenmeter und es mündet nahe der Ortschaft Frassineto Po von Norden der in seinem Unterlauf die Grenze Piemont/Lombardei bildende Sesia ein (104 m).
