Река берёт начало в озере Хенераль-Винтер (чилийское название — Палена) на высоте 930 метров. Исток находится у восточной (аргентинской) оконечности озера.Палена течёт по территории провинции Чубут первоначально на восток, затем поворачивает на север, далее — на северо-запад, близ Эль-Корковадо поворачивает на запад, пересекает границу с Чили близ посёлка Палена.