山国川では、平成21年度の河川水辺の国勢調査(河川空間利用実態調査)結果によると、年間約15万人の利用者があり、利用形態としては散策、水遊びに利用され、利用場所としては堤防、河川敷、水際がよく利用されています。特に、代表的利用場所としては、吉富町広津地区、中津市本耶馬渓町の曽木地区、中津市耶馬溪町の柿坂地区があげられます。
季別の利用では、河口干潟では春から夏にかけての潮干狩りが、中上流部では6月からのアユ釣りや、耶馬溪では秋の紅葉狩り等が盛んです。
耶馬渓ダム湖内にはアクアパーク等が整備され、水上スキーやウェイクボードの国際大会が開催されるなど、多くの人々が訪れています。
また、山国川沿いには旧耶馬溪鉄道の軌道跡地を利用した「メイプル耶馬サイクリングロード」が整備されています。