Elle prend sa source dans la réserve du Mont Kabobo sur le territoire de Fizi dans la province du Sud-Kivu. Sa source est située à plus de 1800 mètres d'altitude et coule d'abord en direction Sud dans une vallée escarpée. A sa sortie du Sud-Kivu, la Kiyimbi pénètre dans la province du Tanganyika où elle abrite un aménagement hydroélectrique de haute chute. La différence de hauteur entre le barrage et la centrale de Bendera est de 600 mètres. Après cet aménagement, la Kiyimbi descend dans la vallée de la Luama puis prend la direction Nord. Elle marque ensuite la frontière provinciale entre le Kivu et le Maniema sur près de 50 km avant de bifurquer à l'Ouest et pénètrer complètement dans le Maniema par le territoire de Kabambare où elle se jette dans la rivière Luama, au Sud-Est du domaine de chasse de la Luama Kivu.
La rivière Kiyimbi est un sous affluent du fleuve Congo dans le bassin du Lualaba en RD Congo d'une longueur de 135 km.
Ses principaux affluents:
- Mudjale
- Lubitshako
- Kilombwe
- Mutshobwe
- Kilwa
- Katenga
- Nanjuku