Nasce a livello dell'arco dell'arteria succlavia vicino al margine mediale del muscolo scaleno e perciò al medesimo livello del tronco tireo-cervicale. Si porta in basso sulla parete interna del torace, lungo il margine laterale dello sterno, fino al sesto spazio intercostale, dove si divide nei rami terminali costituiti dall'arteria muscolo frenica e dall'arteria epigastrica superiore. Rami collaterali sono rappresentati dalle arterie mediastiniche, timiche, sternali e dal ramo intercostale anteriore.