Źródła Yellowstone River znajdują się w północno-zachodniej części stanu Wyoming, w pobliżu Younts Peak, przy dziale wodnym w Górach Skalistych. Płynie w kierunku północnym przez Park Narodowy Yellowstone, przepływa przez jezioro Yellowstone, tworząc następnie Wodospady Yellowstone i żłobiąc Wielki Kanion Yellowstone