Der längere rechte Oberlauf des Deinenbachs, örtlich auch Leberbrunnenbach genannt, entsteht am Südrand der Heilbronner Berge am Fuß einer bewaldeten Geländestufe östlich von Flein gegen Untergruppenbach zu. Ganz zu Anfang ostwärts laufend, schlägt der Bach einen Bogen in Richtung Westen, an dessen Ende er den Leberbrunnen passiert und dann gleich seinen ersten größeren Zufluss von rechts aufnimmt. Dieser entsteht aus zwei Ästen, die fast oben auf dem Geländepodest nahe der L 1111 entspringen, der eine unter dem Heilbronner Schweinsberg im Norden an einem aufgelassenen Schilfsandsteinbruch, der andere unter dem Donnbronner Ortsrand im Osten. Hier zieht er nun bereits in einem weiten Muldental mit sich verbreiternder Aue zwischen dem Weinbergrücken Altenberg im Norden und den Weingärten im Rot im Süden. Der Bach durchfließt auf diesem Abschnitt einen größeren Teich. Am östlichen Dorfrand von Flein verschwindet er in der Kanalisation, hier läuft aus einem rechten Tal nördlich des Altenbergs ein Nebengewässer zu. Im Ort dreht der Bach auf Nordwestkurs, noch vor den Sportflächen in der dörflichen Au mündet ein linker und merklich kürzerer Deinenbach-Ast aus dem Südosten, der im Siedlungsbereich ebenfalls verrohrt ist. Hinter der nordwestlichen Dorfgrenze tritt der vereinte Bach wieder zu Tage und zieht nun in kleinteilig wechselnder Richtung weiter. Bald setzen ein paar Talschlingen ein, dann erreicht er die Ortsgrenze von Sontheim, tritt ins Weichbild ein und mündet dann nach Unterqueren der Horkheimer Straße von rechts und Süden in die Schozach, die wenige Schritte weiter von rechts in den Neckar mündet. Der Deinenbach entwässert 14,6 km² überwiegend des Unter-Naturraums Heilbronner Bucht des östlichen Neckarbeckens am Südrand der schon zum Nachbarraum Schwäbisch-Fränkische Waldberge gehörenden Heilbronner Berge über die Schozach zum Neckar. Das Einzugsgebiet erstreckt sich etwa 6 km weit von seiner dem Ursprung nahen Südostecke bis zur Mündung, quer dazu misst es maximal etwa 3 km. Etwas über ein Viertel von ihm sind mit Wald bedeckt, vor allem im Nordosten, der wenig östlich des Staufenbergs beginnt und in dem bald der mit 372,8 m ü. NN höchste Punkt des Einzugsgebietes auf dem Heilbronner Schweinsbergs liegt; aber auch in einem mehr oder weniger schmalen Streifen, der sich in einem östlichen Bogen am Hang vor der Stufenkante der weiten östlichen Talbucht bis zum Haigern im Südwesten weiter zieht. Etwas westlich-dezentral am Ausgang der Talbucht zum Neckarbecken liegt Flein, von Norden bis Südosten von weiten Weinbauflächen umgeben. Von der Mündung ganz im Westen bis zur Weinbergkuppe des Staufenbergs liegt im Norden das Einzugsgebiet des Heilbronner Landwehrgrabens an, danach des dortigen Cäcilienbaches, schließlich bis zum Schweinsberg des Pfühlbachs, die alle in Heilbronn in den Neckar münden; von diesen dreien Stadtbächen hat allein der Pfühlbach einen fast ebenso langen und im Köpfertal sogar einen ansehnlichen offenen Lauf. Vom Schweinsberg zieht die Wasserscheide nun ungefähr südwärts bis zur K 2155 von Untergruppenbach nach Talheim, jenseits entwässert hier der etwas größere Gruppenbach südwärts zur oberen Schozach. An der Südseite des Einzugsgebietes fließt der Talheimer Frankelbach zur mittleren Schozach, die danach an dessen Südwest- und Westseite bis zur Mündung der unmittelbare Konkurrent ist. Vom Einzugsgebiet gehört über die Hälfte zur Gemeinde Flein, weniger als ein Drittel am Unterlauf und am Nordrand zur Stadt Heilbronn, etwa ein Achtel in einem Streifen im Süden zur Gemeinde Talheim sowie ein recht schmaler Randstreifen im Osten von unter drei Prozent der Gesamtfläche zur Gemeinde Untergruppenbach.
