El río nace en las montañas limítrofes, al pie del Portezuelo de Las Chinas y en su recorrido tributan los ríos Baguales, Zamora, Vizcachas y el Don Guillermo, estos dos últimos nacen en Argentina, lo que le da al río un carácter internacional.

[1]​: 597 El régimen del río Serrano es pluvial con crecidas de invierno.

La hoya superior y del lado occidental, sin embargo, tiene crecidas debidas al derretimiento en verano de los ventisqueros que alimentan los lagos y ríos, como ocurre con el propio Grey, de marcado régimen nival.

El caudal del río (en un lugar fijo) varía en el tiempo, por lo que existen varias formas de representarlo.

Esto quiere decir que ese mes se han medido igual cantidad de caudales mayores que caudales menores a esa cantidad.