Von Mühlhausen aus geht es weiter über den Bahnübergang in der Nähe der Wagenstedter Brücke. In der Gartenstraße wird die Unstrut überquert. Der Weg führt weiter auf der Straße „Im Flarchen“ und dort bis Görmar durch die Burgstraße, Kirchberg und Siedlung.
Weiter geht es auf der Straße (ein kurzes Stück) und auf der alten Bahntrasse zum Schützenhaus in Bollstedt. Unmittelbar davor biegt der Unstrutradweg nach links und hinter dem Schießplatz nach rechts ab, wo es flussnah weiter bis nach Altengottern geht.
Altengottern wird über die Friedensstraße, Am Graben und die Kanalstraße durchquert. Hinter dem Friedhof und der Kirche am Ortsausgang geht es rechts weiter nach Thamsbrück. Kurz vor Thamsbrück verläuft wird der asphaltierte Weg auf dem Unstrutdeich genutzt. Es eröffnet sich ein Blick auf das Unstrut-Wehr. Rechts des Wehrs verläuft die Unstrut kanalartig. Der Radweg aber führt entlang der Alten Unstrut bis zur Obermühle.
Die Nationalpark Hainich „Gelbe Route“ zweigt hinter der Unstrutbrücke vom Unstrutradweg ab. Von hier aus ist die sehenswerte Innenstadt von Bad Langensalza gut zu erreichen. Nach der Querung der Bundesstraße führt der Unstrutradweg über den Jüdenhügel zum Riedgraben und weiter nach Nägelstedt.
Eine Linkskurve lässt die Radler Thamsbrück in großem Bogen umfahren und auf die Großwelsbacher Landstraße führen. Nachdem das Eiscafé Klaus in der Au in Thamsbrück passiert ist, geht es links weiter in den Merxlebener Weg bis zum großen Pfeil, der nach rechts zeigt. Auf der ehemaligen Trasse der Kleinbahnstrecke fährt man voran bis nach Bad Langensalza.

