[2]​ La frontera pasa a través de la Mesopotamia superior, comenzando en el trifinio iraquí-sirio-turco en el río Tigris en 37.1060° N 42.3572° E.

La frontera sigue más o menos el antiguo límite entre los vilayatos otomanos de Mosul y Diyarbekir.

La frontera cruza el Éufrates justo al norte del cruce fronterizo de Al-Qa'im entre Abu Kamal en Siria y Al-Kaim en Irak.

Desde el Éufrates, la frontera cruza la parte del desierto sirio (el antiguo sanjacado de Zor) hasta el punto triple Irak-Siria-Jordania en 33.3747° N 38.7936° E.

En las guerras en curso en Siria e Irak, gran parte de la frontera quedó bajo el control del Estado Islámico de Irak y el Levante (ISIL) en 2014, aunque su parte más al norte permanece bajo control kurdo, formando la frontera entre Rojava y el Kurdistán iraquí.