Die Gersprenz fließt zunächst Richtung Norden, wo sich ihr Tal immer weiter aufweitet, zunächst zum lößreichen Reinheimer und Dieburger Hügelland, dann zu einer weiten Ebene. Ab dem Bereich von Groß-Zimmern teilt sich der Fluss in mehrere Arme auf, die als Mühlbäche und dann im Stadtgebiet von Dieburg als Stadt- und Burggräben dienten. Nördlich von Dieburg beschreibt die Gersprenz einen Bogen Richtung Nordosten. Sie durchfließt Babenhausen (Hessen) und mündete dann ursprünglich im bayerischen Stockstadt in den Main. Seit den 1960er Jahren wird der Fluss linksmainisch einige Kilometer bis zur Staustufe Kleinostheim geleitet, unterhalb der er in den Main mündet. An dieser Stelle trifft auch die Landesgrenze zwischen Bayern und Hessen auf den Main, der von da an Grenzfluss ist.

Fischarten die hauptsächlich in der Gersprenz anzufinden sind: Aal, Barbe, Brachse, Döbel, Flussbarsch, Güster, Hecht, Karpfen, Nase, Rapfen, Rotauge, Rotfeder, Bachforelle und Schleie