Nella loggia anteriore del braccio il nervo si porta verso il basso mantenendosi medialmente rispetto all'arteria brachiale (la quale lo separa dal nervo mediano), fino al punto di inserimento del muscolo coracobrachiale (circa 5 cm sopra il bordo mediale dell'omero). Giunto così a circa metà del braccio il nervo perfora il setto intermuscolare mediale: continua il suo decorso lungo la faccia dorsale del setto e si mantiene nella loggia posteriore del braccio, accompagnato da vasi collaterali ulnari superiori. Il nervo quindi decorre nella regione posteriore dell'omero, passa quindi dietro l'epicondilo mediale (nel tunnel cubitale) portandosi nell'avambraccio.