Os rios que fazem parte da Bacia do Tibagi estão espalhados pelas três grandes unidades de relevo do Paraná: no Primeiro Planalto Paranaense, representado por uma pequena porção da bacia, em seu limite sudeste; no Segundo Planalto Paranaense, em uma extensa área na porção central da bacia; e no Terceiro Planalto Paranaense, na parte mais baixa da bacia, na foz do Tibagi. A bacia passa por subunidades desses planaltos: Planalto de Castro, Planalto de Guatá, Planalto de Irati, Planalto de Jaguariaíva, Planalto de Ortigueira, Planalto de Ponta Grossa, Planalto de Santo Antônio da Platina, Planalto de São Luiz do Purunã, Planalto de Tibagi, Planaltos Residuais da Formação Teresina, Planalto de Londrina, Planalto de Maringá, Planalto do Foz de Areia e Planalto do Médio Paranapanema.