Longue de 813 km (jusqu'à la source de la rivière Firesteel), la rivière Winnipeg prend sa source dans la section nord du lac des Bois et s'écoule en direction nord-ouest dans le lac Winnipeg. Son nom lui vient du mot cri décrivant le lac Winnipeg « win-nipi », qui signifie eaux troubles. Après sa découverte par Jean-Baptiste de La Vérendrye (1733), la rivière devient une voie de transport principale pour la traite des fourrures entre le lac Supérieur et le lac Winnipeg. La Compagnie du Nord-Ouest et la Compagnie de la baie d'Hudson construisent des forts le long de la rivière, mais la traite périclite après la fusion des deux compagnies en 1821.
La rivière, au débit important et rapide, sert pour la première fois à la production d'énergie pour une scierie près de l'embouchure de la rivière à Fort Alexander en 1870 (aujourd'hui Pine Falls). En 1892, sa première production d'énergie hydroélectrique approvisionne des scieries à Kenora, en Ontario. La construction de la première centrale hydroélectrique sur le tronçon Manitoba débute à Pinawa en 1903. Aujourd'hui, sept centrales électriques (six au Manitoba et une en Ontario) exploitent la presque totalité des 106 m de dénivellation de la rivière (l'explorateur Alexander Mackenzie la surnomme la rivière blanche en raison de ses nombreux rapides). Autrefois tumultueuse et comportant une trentaine de portages, la rivière est devenue calme, mais des bateaux et des canots y circulent toujours. De 1965 à 1985, les eaux de la Winnipeg servent de refroidisseurs au caloporteur organique de l'Établissement de recherches nucléaires de Whiteshell (aujourd'hui Whiteshell Laboratories).