Dunaj preteká cez Rumunsko v celkovej dĺžke viac ako 1000 km. Rieka prechádza cez Valašskú planinu a smeruje na východ. Blízko mesta Calarasi sa rozdeľuje na dve ramená (Borcea a Starý Dunaj), ktoré vytvárajú veľký ostrov (Balta Ialomitei) využívaný najmä na poľnohospodárstvo. Okolo planiny Dobrudja, ktorá ho oddeľuje od Čierneho mora, sa Dunaj stáča smerom na sever. Tu tvorí rieka ďalší ostrov tzv. Malú mokraď Braila, ktorá je tvorená najmä lužným lesom a bažinami a ktorá patrí medzi Ramsarské lokality.

Pri meste Galati je Dunaj široký takmer 1 km a dosahuje severnú špičku vrchov Dobrudja, ktoré sú tvorené geologicky starým pohorím (hercýnske obdobie) Macin. Tu sa Dunaj stáča na východ a rozdeľuje sa na niekoľko ramien, ktoré tvoria Dunajskú deltu.

V meste Galati, blízko najsevernejšieho bodu meandru Dunaja okolo pohoria Macin, sa do Dunaja vlievajú jeho posledné dva prítoky – Siret (celková dĺžka 470 km) a Prut (celková dĺžka 953 km). Dolný tok rieky Prut vytvára asi 300 km dlhú rovinu (stále aktívne záplavové územie s rozlohou viac ako 400 km2), kde rieka voľne meandruje, vďaka čomu zdvojnásobuje svoju dĺžku. Rieka Prut je dôležitým severo-južným migračným koridorom a tvorí bránu do Biosférickej rezervácie Delta Dunaja. Rieka Prut tu tvorí aj hranicu medzi Rumunskom a Moladvskom. Najnižšie položená časť tejto roviny je na území Rumunska chránená v rámci Parku prírody Luhy dolného Prutu (Rumunsko) a na území Moldavska v rámci Prírodovednej rezervácie Dolný Prut a jazerá Beleu a Manta, ktoré tvoria mokrade s rozlohou 14 400 hektárov, sú zaradené medzi Ramsarské lokality.

Park prírody Luhy dolného Prutu s celkovou dĺžkou 145 km a rozlohou 8 247 hektárov zahŕňa meandre rieky na rumunskej strane, zalesnené územie (2 627 hektárov), rybníky a jazerá (4 925 hektárov), trstinové močiare siahajúce až ku hrádzi, ako aj jazero Brateş, a hlavný tok Dunaja v časti od vtoku rieky Prut smerom proti prúdu až po mesto Galati.

Hydromorfológia rieky Prut je ovplyvnená výstavbou priehrady Stanca-Costesti v strednej časti toku (kapacita 1400 mil. m3, dĺžka 60 km), ktorá oddelila dolnú časť toku od hornej časti, bohatej na sedimenty. Významnou črtou rieky Prut je jej bohatá biodiverzita. Aj napriek negatívnym vplyvom spôsobeným výstavbou priehrady tu ostala zachovaná veľká časť pôvodných biotopov a druhov.