Arrosé par la Dranse d'Entremont, le val d'Entremont rejoint le val de Bagnes à la hauteur de Sembrancher. Avec la Dranse de Bagnes, la Dranse d'Entremont forme la Dranse qui s'écoule jusqu'à Martigny avant de rejoindre le Rhône.
De Sembrancher, le val d'Entremont s'oriente vers le sud. À la hauteur d'Orsières (901 m), il se divise en deux branches ; celle située à l'ouest forme le Val Ferret. Le val d'Entremont poursuit son ascension en direction de Liddes et Bourg-Saint-Pierre. Il est bordé à l'est par le massif du Grand Combin. Après Bourg-Saint-Pierre, le fond de la vallée abrite le lac des Toules qui est une retenue artificielle.
La fin du lac et du val d'Entremont marque le début de la route du col du Grand-Saint-Bernard. Le portail nord du tunnel routier du même nom se trouve quelques centaines de mètres plus loin.