La ligne 2 du réseau CDHV prend naissance à Limoges sur la place Maison Dieu, en contrebas de la gare des Bénédictins. Sa partie urbaine emprunte la rue Théodore Bac, la place Carnot, l'avenue Émile Labussière (d'où part un embranchement vers la gare des marchandises de Beaupuy) puis la rue de Bellac. Dès lors, elle suit l'accotement de la N 147 et quitte la capitale limousine en franchissant le pont de l'Aurence. Après une longue côte, elle atteint les faubourgs puis la gare de Couzeix, située le long du GC 125. Continuant vers le nord, la ligne franchit en passage inférieure la voie ferrée de Limoges à Poitiers, puis atteint le lieu-dit Les Planchettes, où bifurque la ligne 6 de Razès. Quelques centaines de mètres plus loin, elle rencontre la halte de Chaptelat avant de rejoindre par un site propre le GC 7 situé plus à l'ouest. Elle suit cet axe en accotement en direction du nord, et dessert au passage la gare de Morcheval. Prenant peu à peu de l'altitude, la ligne va obliquer légèrement vers le nord-est au niveau de la gare de Saint-Jouvent. Dès lors, elle suit en accotement le GC 28, qu'elle quitte au niveau de l'étang des Monges pour rejoindre via un site propre la gare de Compreignac, située en contrebas du bourg. Longeant sur quelques mètres le GC 5 puis le GC 96, la ligne emprunte ensuite de nouveau un site propre à travers bois, longeant à bonne distance le GC 60 et lui permettant de rejoindre la halte du Pont de la Breuilhe. De ce point, aujourd'hui noyé par les eaux du lac de Saint-Pardoux, elle reprend la direction de nord-ouest en suivant le lit de la Couze. Après avoir traversé le GC 44 A, elle atteint la gare de Saint-Pardoux puis le GC 27 qu'elle suit en accotement en direction de l'ouest. Elle le quitte après quelques hectomètres pour desservir la gare de Saint-Symphorien et rejoindre en site propre le GC 27 A. Rencontrant la N 711, elle oblique vers le nord et dessert, après avoir traversé le bourg, la gare de Roussac. Continuant tout droit en accotement du GC 7, elle rencontre en plein milieu de la forêt de Rancon la halte de Balledent, puis, au terme d'une longue ligne droite trouve sur sa gauche l'embranchement de Bussière-Poitevine (ligne 7). Elle rencontre alors, après avoir perdu un peu d'altitude la gare de Rancon, puis continue en site propre vers la Gartempe, qu'elle franchit sur un viaduc lui étant réservé. Elle rejoint alors l'accotement du GC 1 en direction de l'est et dessert au passage la halte de Villevit. Longeant à distance la ligne à voie normale du Dorat à Bersac, elle atteint la gare de Châteauponsac après avoir évité le bourg par le nord. Après avoir franchi la voie du PO, la ligne CDHV reprend la direction du nord en suivant l'accotement du GC 44, qu'elle quitte juste quelques mètres pour franchir la Semme sur le pont de la Bergère. Ne quittant plus l'accotement de cette route, elle traverse successivement les gares de Saint-Sornin-Leulac, Vaupoutour et Saint-Hilaire-la-Treille. De là, elle effectue un crochet vers l'est en suivant le GC 61 puis en desservant via un site propre la gare d'Arnac-la-Poste, qu'elle dessert après avoir traversé le CG 77. Elle suit ensuite en site propre la vallée de la Planche Arnaise, dessert la halte de la Salesse puis retrouve l'accotement du GC 44. Elle ne le quitte plus qu'à quelques mètres de son terminus de Saint-Sulpice-les-Feuilles, atteint en site propre.