Z Wałdaju Wołga wypływa na Nizinę Środkoworosyjską, gdzie przecina miasta Jarosław, Niżny Nowogród i Kazań. Wąską i głęboko wciętą doliną Wołga płynie na wschód przez wyżyny Uglicko-Daniłowską i Galicko-Czuchłomską, a dalej przez niziny Unżeńską i Bałachnińską. W okolicy Kazania skręca na południe i poniżej Kazania przyjmuje swój największy dopływ – Kamę (1805 km).
Na odcinku od Niżnego Nowogrodu do Wołgogradu dolina Wołgi dzieli wielkie jednostki geograficzne – Wyżynę Nadwołżańską na zachodzie od Wyżyny Bugulmijsko-Belebejskiej i Niziny Nadkaspijskiej na wschodzie. Wyżyna Nadwołżańska jest znacznie wyżej wyniesiona, wskutek czego dolina środkowej Wołgi charakteryzuje się znaczną asymetrią brzegów: prawy (zachodni) brzeg jest wysoki, lewy – niski. Na wysokości Samary rzeka tworzy charakterystyczne duże zakole wokół odosobnionego wzniesienia Gór Żygulewskich.
Poniżej Wołgogradu Wołga skręca na południowy wschód i wypływa na Nizinę Nadkaspijską. 21 km powyżej Wołgogradu oddziela się od Wołgi jej odnoga – rzeka Achtuba, która płynie równolegle przez około 520 km, łącząc się z głównym nurtem licznymi odnogami i kanałami, w końcu uchodzi do jednego z ramion delty wołżańskiej.