Das Ahrtal ist nach der Ahr, einem linken Nebenfluss des Rheins, benannt. Es beginnt mit der Ahrquelle bei Blankenheim im nordrhein-westfälischen Kreis Euskirchen und verläuft generell ostwärts. An seinem südlichsten Punkt wird der Landkreis Ahrweiler, und damit Rheinland-Pfalz, erreicht. Durch die Verbandsgemeinde Adenau verlaufend, knickt das Tal am Zusammenfluss mit dem Adenauer Bach nach Nordosten ab und erreicht die Verbandsgemeinde Altenahr, ab deren Hauptort sich der typische West-Ost-Verlauf wieder einstellt, wenn auch von Flussschleifen unterbrochen. Hier beginnt der Abschnitt, der im touristischen Sinne als Ahrtal verstanden wird. Er ist von Weinanbau auf den Südhängen und der pittoresken Felslandschaft charakterisiert, die der Fluss bei seinem rund 300 Meter tiefen Einschneiden in das Ahrgebirge geschaffen hat. Im weiteren Verlauf erreicht die Ahr das Gebiet der Kreisstadt Bad Neuenahr-Ahrweiler, um schließlich südlich von Remagen auf dem Gebiet der Stadt Sinzig in den Rhein zu münden.Am 12./13. Juni 1910 ereignete sich eine historische Überflutung im Ahrtal mit beträchtlichen Schadereignissen in den Orten Altenahr, Dernau, Walporzheim und Neuenahr, wie zuvor und danach vergleichbare Flutereignisse am 21. Juli 1804, 24. Juni 1888, 16. Januar 1918 und am 11. Januar 1920.Vom 14. auf den 15. Juli 2021 wurden das Ahrtal und die dort gelegenen Orte von Dauerregen und Hochwasser erneut schwer getroffen, ein Großteil öffentlicher und privater Infrastruktur zerstört. Sieben Brücken im Verlauf der 29 Kilometer langen Ahrtalbahn wurden unbefahrbar, ebenso 20 Kilometer Bahnstrecke. 134 Menschen starben; mehr als die Hälfte der Toten stammte aus Bad Neuenahr-Ahrweiler. Siehe auch Liste der Hochwasserereignisse an der Ahr.