Nasce sul confine tra Lazio e Abruzzo dai Simbruini (il nome di questo sistema montuoso deriva dal latino sub imbribus che significa sotto le piogge), tra le province di Roma e di Frosinone.
La piovosità del bacino e la natura carsica del territorio (costituito geologicamente da calcari fessurati) generano in queste montagne varie sorgenti perenni, alcune assai copiose che provengono in molti casi anche da molto lontano, probabilmente da zone esterne al bacino idrografico dell'Aniene e che vanno ad alimentare svariati corsi d'acqua.
Il fiume Aniene genera da due rami principali: l'Aniene propriamente detto e il Simbrivio.
L'Aniene propriamente detto, la cui sorgente è quella più lontana dalla foce e ha il nome di Capo Aniene o Sorgente di Riglioso ed è posta a 1200 m s.l.m. sul versante meridionale del Monte Tarino (1959 m): in realtà la sorgente più copiosa (1,5 m³/s) è posta un po' più a valle presso le grotte del Pertuso, tra Filettino e Trevi, appunto in provincia di Frosinone.
Il Simbrivio invece nasce a Vallepietra (RM) da una serie di sorgenti che scaturiscono dal Monte Autore (1853 m), dal Monte Tarinello e dal Monte Arsalone e confluisce da destra nell'Aniene dopo Trevi (FR). Poco prima della confluenza con il Simbrivio, l'Aniene forma le caratteristiche Cascate di Trevi.
A valle di Trevi il fiume scorre in una valle molto incassata ricevendo solo piccoli tributi idrici fra i quali si annovera quello della Sorgente dell'Inferniglio che gli tributa da destra presso Jenne con portate variabili da 0,1 a 1,6 m³/s . Dopo avere bagnato Subiaco la valle s'allarga e giunto ad Agosta il fiume riceve parte del tributo delle copiose e famosissime Sorgenti dell'Acqua Claudia e dell'Acqua Marcia nel territorio di Arsoli e Marano Equo, fin dall'epoca romana captate per la maggior parte dall'acquedotto a servizio di Roma (vedere dopo) che vi prende il nome.
Dopo il maestoso salto (160 m) della grande cascata di Tivoli (e relative e successive cascatelle visibili dalla via Palombarese), l'Aniene giunge nella pianura romana raggiungendo con andamento sinuoso il punto di confluenza con il Tevere a Roma nella zona dei Prati Fiscali nei pressi di ponte Salario, apportando una media sostanziosa di circa 31 m³/s.
