Weil östlich ihres Tales der recht nahe Lochbach fast parallel zur Tauber fließt, erreichen sie alle größeren Zuflüsse von links. Sie entspringt im Dorf Rot, quert dann das Dorf Dörtel und wird kurz danach vom mit 5 km hier längeren Hachteler Bach gespeist. Danach durchfließt sie das Dorf Wachbach. Weiter abwärts mündet die Stuppach, mit der zusammen die B 19 ins Tal tritt. Bei Neunkirchen fließt der Althäuser Bach zu. Die Wachbach unterquert die Taubertalbahn und mündet knapp einen halben Kilometer später von links und Süden im Stadtbereich in die Tauber. Das Einzugsgebiet umfasst 56,1 km². Naturräumlich zählt es zum Tauberland, Seine höchste Erhebung ist der 436,1 m hohe Ölberg, auf dem ein Wasserturm weiten Ausblick bietet. Im Osten konkurriert der Lochbach, im Südosten ab dem Wasserturm von Herbsthausen grenzt kurz das obere Einzugsgebiet der in gleicher Richtung entwässernde und noch weiter aufwärts die Tauber erreichenden Aschbach. Im Süden verläuft die Wasserscheide zum Rißbach, der ebenso wie der an der Südwestseite des Einzugsgebietes jenseits entwässernde Erlenbach ein rechter Jagst-Zufluss ist. Im Nordwesten schließlich grenzt auf einem langem Abschnitt Umpfer-Einzugsgebiet an, dessen Abfluss nun wieder die Tauber unterhalb der Wachbach erreicht. Die hydrologisch bedeutendste Wasserscheide verläuft also an der Süd- und Südwestseite und trennt die großen Entwässerunsgebiete des Mains diesseits und des Neckars jenseits. Die Wachbach entsteht und mündet im Muschelkalk. Um den oberen Hachteler Bach gibt es einige als Naturdenkmal geschützte kleine Heideflächen, an den Oberläufen des Althäuser Bachs zwei Standorte seltener Pflanzen mit Schutzstatus. Am Kleinen Knöckle neben dessen linkem Oberlauf Brunnentalbach ist eine ehemalige Waldweide in einem buchengeprägtem Wald als 6,1 ha großes Naturschutzgebiet ausgewiesen. Im gesamten Einzugsgebiet gibt es an den Hanglagen zahlreiche Trocken- und Magerrasenbiotope, Feldhecken und wenigstens eine Wacholderheide. Große Teile des Einzugsgebietes liegen in Wasserschutzgebieten. Von wenig nach dem Zufluss der Stuppach bis an die Mündung erstreckt sich das Quellenschutzgebiet für die Bad Mergentheimer Mineralquellen. An der Pfarrkirche Mariä Krönung mit dem Bild der Stuppacher Madonna ist eine Ortsquellenfassung als Geotop klassifiziert. Das Wasser der Wachbach speiste früher die Festungsgräben der Ordensresidenz in Bad Mergentheim.
