Dopo la sua origine in cavità ascellare, il nervo attraversa il "quadrilatero di Velpeau" (delimitato dai muscoli piccolo rotondo, grande rotondo e tricipite brachiale e dal collo chirurgico dell'omero) raggiungendo la loggia posteriore del braccio. Nell'attraversamento del quadrilatero dà origine al nervo per il muscolo piccolo rotondo, staccando in seguito il nervo cutaneo laterale superiore del braccio una volta sorpassato lo spazio di cui sopra. Questo ramo collaterale, in collaborazione con il nervo cutaneo laterale inferiore del braccio, provvede all'innervazione della cute laterale, sia dorsalmente che ventralmente, del braccio.