[1]​ Es el eje hidrográfico de la hoya del mismo nombre con sus principales afluentes: San Pedro, Pita y Pisque.

Desde el sur el río Guayllabamba recoge las aguas interiores de la hoya y se estrecha en un gran cañón que rompe la cordillera occidental y se precipita hacia la costa para desaguar en Esmeraldas.

[1]​ Sus aguas tienen sus orígenes en diminutos riachuelos provenientes del los volcanes: Cotopaxi, Sincholagua y Rumiñahui.

y su curso se dirige al norte, casi paralelo con la Carretera Panamericana hasta la parroquia Amaguaña, ahí cruza la Autopista General Rumiñahui y su curso se dirige al noreste, paralelamente a la Autopista, llegando a Sangolquí.

Aguas abajo pasa al occidente de Puembo, y termina su curso uniéndose con el San Pedro.