大别山国家森林步道呈东西走向，东起安徽太湖县，经潜山市、岳西县、霍山县进入湖北英山县，经罗田县进入安徽金寨县，此后进入河南商城县、湖北麻城市、红安县、河南新县、光山县、罗山县、湖北大悟县，由河南信阳市鸡公山管理区经南湾湖风景区进入湖北广水市，由随县进入河南桐柏县。步道全长840公里，其中安徽段252公里，湖北段279公里，河南段309公里。

沿线有安徽花亭湖国家级风景名胜区、天柱山国家森林公园、大别山（六安）国家地质公园、金寨天马国家级自然保护区、湖北大别山（黄冈）国家地质公园、河南连康山国家级自然保护区、鸡公山国家级自然保护区、湖北中华山国家森林公园、大贵寺国家森林公园、河南淮河源国家森林公园等多处自然保护地。有天堂寨、田王寨等古村寨，途经武胜关、平靖关、铜锣关等著名关隘。

步道全线森林占比75%，穿越北亚热带森林和中亚热带森林，主要路段由土路、石板路等组成。