芹ヶ谷公園（、町田市南大谷）に源を発し、芹ヶ谷公園の中の湧水を集めながら南東に流れ、町田市立国際版画美術館の東から暗渠を流れ、原町田ふるさとの森の北東端を南東に流れ、熊野神社近く（、町田市高ヶ坂二丁目）で熊野神社水路に左岸から合流する。芹ヶ谷公園は、芹ヶ谷川の流れを活かした親水公園としての側面もあり、水の一部をコンクリート溝に流し、水遊びができるようになっている。
熊野神社水路.
かつては、熊野神社の町田街道側に那智滝に似た滝があり（といっても、規模はたいしたことなかったようであるが）、熊野神社はその滝を御神体として建てられたものである。
名称不明.
三又川.
かつては自然河川であったが、現在は町田市下水道部下水道管理課が管理する水路である。町田市の管理上の名称は、「三又都市下水路」である。町田市東玉川学園一丁目（付近）を最上流に暗渠を南へ流れ、昭和薬科大学バスロータリー北方で開渠に出る。昭和薬科大学の敷地内からの水を受け入れながら南下する。観性寺付近から成瀬コミュニティセンター付近まで、河川上に土台を設け、上空を高圧電線が通る。成瀬街道と交差する、成瀬コミュニティセンター前交差点から恩田川合流点までは、暗渠を通っている。会下山橋と二反田橋の間（、町田市成瀬七丁目）、恩田川の左岸に合流する。自然河川であったころは、現在の東京都立成瀬高等学校付近で奈良谷戸川に合流していた。
奈良谷戸川.
かつては自然河川であったが、現在は、町田市下水道部下水道管理課が管理する水路である。町田市の管理上の名称は、「奈良谷戸都市下水路」である。町田市成瀬四丁目の美岳公園あたり（付近）を最上流に暗渠を南へ流れ、町田市立成瀬台小学校東方を通り、町田市立成瀬中央小学校の東方で開渠に出て、一部暗渠を経て、東京都立成瀬高等学校の東の成瀬街道と交差する地点（奈良谷戸橋）から暗渠を通り、都営成瀬アパート（団地）の南端・西山橋の上流側（）で恩田川に合流する。自然河川のころは、成瀬街道を横切り、現在の町田市立南第二小学校の北を通り、現在の吹上橋付近で恩田川に合流していた。
小川.