于阳明山国家公园的七星山小油坑，流经竹子湖、过峰顶桥后汇入另一个发源于竹子湖西侧的源流下湖溪，之后在顶北投一带汇入支流紫明溪后始称磺溪，然后于猴洞附近汇集来自华冈地区的支流松溪后成为北投、士林的边界河流，最后于外双溪沿溪道路之「建德桥」（士林之「司法院法官学院」、及「台北高等行政法院办公厅舍」旁）下注入基隆河的支流外双溪。
名称由来.磺溪因上游有硫磺而得名、溪水含硫磺不适生饮。有时为与同样发源于七星山，但往北流至新北市金山区出海的另一条（北）磺溪区隔，称本溪为南磺溪，而该溪为北磺溪