Берёт начало в Можайском районе Московской области близ деревни Мокрое. От истока течёт на восток, у города Вереикруто поворачивает на юг, от Боровска течёт в основном на восток и юго-восток. Впадает в Оку в 12 км выше Серпухова.
Морфология: в верховье, в Можайском районе она представляет собой извилистую речку с перекатами, небольшими омутами и множеством островков, в некоторых местах достаточно широкая. Дно речки песчано-галечное. К концу лета русло верхней Протвы, как правило, зарастает разнообразными водными растениями, что привлекает в эти места рыбу.В пределах Калужской области берега возвышенные, река прорезает слои известняков каменноугольного периода.
Гидрология: длина — 282 км, площадь бассейна — 4620 км². Питание снеговое, характерно весеннее половодье. Замерзает каждый год. Ширина — до 100 м. Крупнейший приток — Лужа. В пределах Калужской области берега возвышенные, река прорезает слои известняков каменноугольного периода.Среднегодовой расход воды — около 25 м³/с. Среднегодовой расход воды в районе села Спас-Загорье составляет 19,8 м³/с. Среднемесячные расходы воды (данные наблюдений с 1937 по 1985 год)
Большие притоки: крупнейший приток — Лужа.
Ихтиофауна: в водах Протвы обитают все виды рыб, которые живут в Оке, за исключением стерляди. Такие как голавль, щука, окунь, лещ, плотва, налим, красноперка, голец, ерш, язь, елец, пескарь, густера, иногда встречается даже небольшой жерех и серебряный карась.
