Numeracja budynków przy ulicy Mikołowskiej zaczyna się od strony północno-wschodniej, w Mysłowicach Centrum. Tam bierze ona swój początek na skrzyżowaniu sterowanym sygnalizacją świetlną z ulicą Oświęcimską. Droga do ronda na skrzyżowaniu ulic Janowskiej i Partyzantów biegnie prostolinijnie w kierunku zbliżonym do południowego zachodu, a za budynkiem Bauverein (ul. Mikołowska 36) ulica Mikołowska wchodzi na teren dzielnicy Janów Miejski-Ćmok. Do ronda na Ćmoku ulica Mikołowska po lewej stronie krzyżuje się z ulicami: Szpitalną i Armii Krajowej, a po prawej z ulicami: Katowicką, Armii Krajowej, Kwiatowej i S. Moniuszki.
Od ronda na skrzyżowaniu ulic Janowskiej i Partyzantów na Ćmoku do granicy miasta Mysłowice z Katowicami ulica Mikołowska biegnie bardziej na zachód mniej regularnym przebiegiem. Z lewej strony droga krzyżuje się kolejno z ulicami: Astrów, Bratków, Stokrotek i Obrzeżną Zachodnią, a po prawej stronie z ulicą 1000-lecia Państwa Polskiego i ponownie z ulicą Obrzeżną Zachodnią. Z tą drugą drogą ulica Mikołowska tworzy węzeł drogowy, a za nim ulica Mikołowska przebiega przez tereny leśne i do granicy z Katowicami przecina trasę zlikwidowanej kolei piaskowej.