先向东北流，随后折向西北，经司马库斯、镇西堡、新光，在秀峦与萨克亚金溪（白石溪）会合，改称马里阔丸溪（玉峰溪），再往北流复转东流，至桃园市复兴区下巴陵与另一大支流三光溪会合后，始称为大汉溪。此后主流流经桃园市大溪区、新竹县关西镇、桃园市龙潭区，及新北市三崃区、莺歌区、树林区、土城区、板桥区、新庄区、三重区，最后于板桥江子翠与新店溪汇流合称淡水河。本溪上游为石门水库集水区，供应桃园市及新北市板桥、土城、新庄、三崃、莺歌、树林、林口、泰山、芦洲、五股、八里等地区用水。
历史.大汉溪最