In ihrem Oberlauf bildet die Spree nach dem Zusammenfluss der beiden Quellen zwischen Neugersdorf und Ebersbach für wenige hundert Meter die deutsch-tschechische Grenze und fließt etwa 500 m durch Tschechien. Im Stadtpark in Ebersbach vereinigen sich der Quellbach mit der Kottmarer Quelle zur Spree.
In Neusalza-Spremberg durchfließt der junge Gebirgsbach den Spreepark. Beim Fugauer Zipfel/Oppach tangiert sie wieder die Grenze und durchquert vor Taubenheim auf 700 m Tschechien. Sie wendet sich bei Sohland nach Norden, durchfließt Schirgiswalde-Kirschau und tritt bei Großpostwitz auf eine Hochfläche aus. Danach fließt sie durch ein tief eingeschnittenes Tal nach Bautzen. Nördlich von Bautzen durchfließt sie die Talsperre Bauzen. Danach wird sie zum Tieflandfluss mit vielen Mäandern und sie verzweigt sich mit der Großen und Kleinen Spree zu einem ersten Binnendelta. Die Landschaft wird Waldreich. Bei Uhyst wurde wegen der Tagebaue Bärwalde und Nochten die Spree verlegt.
Bei Sprey mündet der Schwarze Schöps von rechts in die Spree. Über die Weiße und Schwarze Schöps erfolgt auch die Neißewasserüberleitung. Diese hat eine Bedeutung zur Flutung der Tagebaurestlöcher zur Gestaltung der Lausitzer Seenlandes.