La rivière Lutshima prend sa source dans la province du Kwango, au Sud de la localité de Kahemba dans le territoire du même nom. A sa sortie de Kahemba, elle pénètre dans le territoire de Feshi où elle rencontre la rivière Bwele-Bisaki. En quittant le Kwango, elle pénètre dans la province du Kwilu par le territoire de Gungu où elle reçoit, sur sa rive droite, les eaux de la rivière Lufuku avant de se jeter dans la rivière Kwilu au Nord de la localité de Kakobola. C'est sur les eaux de la rivière Lufuku que l'on érige le barrage de Kakobola.
La rivière Lutshima est un affluent de rive gauche de la Kwilu dans le bassin du Kasaï d'une longueur de 293 km.
Ses principaux affluents :
- Lufuku
- Bwele-Milonda
- Bwele-Bisaki
- Luwano
- Luishi
- Tshilwalwa