Défilé de Donzère - Mondragon
© Compagnie Nationale du Rhône
En aval de Lyon, grâce à la Saône, le Rhône devient un fleuve puissant et plus régulier. Sa large vallée prend une orientation nord-sud, au cours globalement rectiligne, malgré quelques coudes de faible ampleur. Il coule au pied du Massif Central, tandis qu'il se trouve séparé des Alpes par une série de larges plaines et plateaux.
Entre Lyon et Valence, le fleuve franchit une série de défilés taillés depuis l'ère tertiaire dans le rebord du Massif Central (Vienne), ou dans sa couverture calcaire (Tain-l'Hermitage). Il traverse ensuite une succession de plaines alluviales telles que Valence et Montélimar.
Le lit du fleuve est toujours large de plusieurs centaines de mètres et comporte, par endroits, des bras morts, dans une plaine d’expansion des crues larges de 1 à 3 km. Si les affluents de rive droite, issus du Massif central, sont peu importants – à l'exception de l'Ardèche –, ceux de rive gauche, alimentés par les Alpes, apportent au fleuve des cours d'eau presque torrentiels, comme l'Isère et la Drôme.