Der Schleemer Bach entspringt in Hamburg-Hohenhorst. Er fließt meist in südlicher Richtung am Hauptfriedhof Öjendorf vorbei. In Hamburg-Billstedt nah der Roten Brücke mündet er nach etwa 10 Kilometern in die Bille. In der Nachkriegzeit verkam das Flüsschen teilweise zu einem Abwassergraben. Dies wurde aber später zurückgebaut.