נחל שכם, היובל העיקרי של נחל אלכסנדר מתחיל את דרכו בעיר שכם, בין הר גריזים להר עיבל.
הנחל זורם בבקעה רחבה משכם מערבה ועד רמין, שם הוא חותר במעבר צר לכיוון צפון מערב עד ענבתא. משם הוא שב וזורם מערבה עד לנור א-שמס שם הוא מגיע למישור. בדרכו חולף מצפון לטול כרם, חוצה את גדר ההפרדה מדרום לבת חפר ונשפך לנחל אלכסנדר מזרחית לגן יאשיה.
שטחו כ-157 קמ"ר ואורכו, מראשיתו ועד לנקודת החיבור עם נחל אלכסנדר כ-30 ק"מ. אל הנחל חוברים יובלים נוספים המנקזים את האזור שמצפון מערב לשכם, עד לסילת א-ד'אהר. בסמוך לנחל אפשר למצוא שרידים של מספר טחנות קמח.
כביש 57, הדרך ההיסטורית בין שכם לטול כרם, היא על תוואי הנחל לכל אורכו. בתקופת מלחמת העולם הראשונה נסללה מסילת ברזל לאורך הנחל, מתחנת הרכבת מסעודיה על מסילת השומרון ועד לתחנת הרכבת טול כרם שם המשיכה במישור לכיוון דרום. במהלך המחצית השנייה של המאה ה-20 הנחל זוהם במי שפכים מאזור שכם וטול כרם, כולל פסולת תעשייתית של בתי בד, והיה גורם הזיהום המרכזי של נחל אלכסנדר.
בשנת 1996 שוקם הנחל והוקם מתקן לטיהור שפכים) מט"ש יד חנה) המטהר את מרבית השפכים. במהלך 2012 פונו מאפיק הנחל כ-75,000 קוב בוצה מזוהמת ופסולת.
