Il Fiume Senio nasce nei pressi del passo della Sambuca e sbocca nel fiume Reno dopo un percorso di 92 Km, tra Madonna del Bosco e Sant'Alberto (provincia di Ravenna).
Anticamente il suo corso terminava nella laguna di Ravenna, nel VI secolo sfociava direttamente in mare, nel 1537 fu convogliato nell'alveo del Po di Primaro, oggi canale di bonifica in destra Reno.
Nei pressi di Riolo Terme riceve in affluente il torrente Sintria.
Il suo corso a sud della Via Emilia è accompagnato dalla strada di fondovalle SS 306 Casolana-Riolese.
I principali centri che si incontrano scendendo la vallata sono:
Palazzuolo
Casola Valsenio
Riolo Terme

La vallata si risale partendo da Castel Bolognese - a nord della cittadina, proseguendo sulla Via Emilia, deviazione a sinistra (seguire le indicazioni per Riolo terme).
In 8,5 Km di strada quasi pianeggiante si raggiunge Riolo Terme, antico e rinomato centro termale, nel centro interessante castello ben conservato e recentemente ristrutturato.
Proseguendo sulla statale che ora diviene più stretta e tortuosa, ci troviamo ben presto nella zona "dei gessi" - sulla sinistra si può notare la grande cava di Monte Tondo.

In 12 Km circa si raggiunge Casola Valsenio, centro turistico e "patria" delle erbe officinali. Da qui partono due importanti deviazioni (strade della lavanda).Deviando sulla destra valico del monte Prugno che conduce a Fontanelice (interessante ulteriore deviazione sul passo per Monte Battaglia)
Deviando a sinistra per Zattaglia collegamento con Brisighella percorrendo una delle strade più interessanti della zona con ampi panorami su formazioni calanchive e sulla vena del gesso.
Proseguendo verso monte sulla statale poco dopo la frazione di Mercatale si entra in Toscana, (consigliata breve deviazione sulla sinistra per Badia di Susinana) e successivamente si giunge a Palazzuolo sul Senio (18 Km da Casola), antico mercatale Fiorentino che conserva ancora la struttura medioevale ed un interessante e ben conservato centro storico.

Da Palazzuolo deviazione a sinistra per Marradi transitanto per il passo Carnevale, e sulla destra per Firenzuola attraverso il passo del Paretaio.
Proseguendo verso monte in 8,7 Km raggiungiamo il passo di Sambuca 1061 mt e parte terminale della valle.
Ampi panorami su versanti appenninici Romagolo e Toscano.
Dal Passo, in ulteriori 5,5 Km si raggiunge Colla Casaglia (valle del Lamone) immettendosi nella SS302 Faenza-Borgo San Lorenzo