Der Mühlenbach entspringt unterhalb der Heide der Hochfläche Töps in einem kleinen Waldstück im Naturschutzgebiet Lüneburger Heide und rinnt hinab nach Dierkshausen. Dort trieb der „reißende“ Mühlenbach einst durch sein 5 Meter tiefes Gefälle bei der Mühle ein oberschlächtiges Mühlrad und damit die Wassermühle zu Dierkshausen an. Der Mühlenbach sammelt sein Wasser in zwei Teichen, von wo aus er zur Aue fließt, die dann unterhalb des Dorfes Marxen in die Seeve mündet. Diese fließt anschließend weiter durch das Naturschutzgebiet „Untere Seeveniederung“ und mündet zwischen Rosenweide und Over durch das Seevesiel in die Elbe.