Die Gesamtlänge des Kurtenwaldbaches beträgt etwa 11,5 Kilometer, wovon sich etwa 4 Kilometer auf Kölner Stadtgebiet befinden. Von seinem Quellgebiet in Rösrath-Forsbach fließt der Bach in südwestliche Richtung. Dabei durchquert er den Königsforst und die Wahner Heide. Südlich vom Gut Leidenhausen mündet der Kurtenwaldbach in einem Teich. Dieser bildet mit den umgebenden Wäldern das aktuelle Versickerungsgebiet.