강원도 양구군 방산면 건솔리 수입천 지류에 발달하여 사태리 하류에 위치한 계곡이다.
두타연은 민간인 출입통제선 북방인 방산면 건솔리 수입천의 지류에 있는데 동면 비아리와 사태리 하류이기도 하다. 유수량은 많지 않으나, 주위의 산세가 수려한 경관을 이루며, 오염되지 않아 천연기념물인 열목어의 국내 최대서식지로 알려져 있다.
높이 10m, 폭 60여m의 계곡물이 한곳에 모여 떨어지는 두타폭포는 굉음이 천지를 진동하고 한낮에도 안개가 자욱하여 시계를 흐리게 한다. 이 폭포 바로 아래에 있는 두타연은 20m의 바위가 병풍을 두른 듯 하고, 동쪽 암벽에는 3평 정도의 굴이 있는데 바닥에는 머리빗과 말(馬)구박이 반석 위에 찍혀 있다. 1천년 전 두타사란 절이 있었다는데서 연유된 이름이며, 민간인 출입통제선 이북에 위치하여 자유스럽게 출입할 수 없어 아쉬움을 더하고 있다.