L'arteria collaterale radiale ha origine come un ramo dell'arteria brachiale profonda. Il suo percorso viaggia dietro l'omero, che è l'unico osso della parte superiore del braccio. L'arteria discende quindi lungo l'aspetto laterale dell'omero. Si riferisce all'area dell'omero più lontana dalla linea mediana del corpo. Termina quando si divide in due rami. Questi rami viaggiano rispettivamente verso la parte anteriore e posteriore del braccio. L'arteria è situata all'interno della profonda brachiale. Questa è anche nota come arteria brachiale profonda. Il profunda brachii è un termine per un vasto vaso che fuoriesce da entrambi i segmenti posteriore e laterale dell'arteria brachiale, proprio sotto il bordo inferiore del muscolo grande rotondo. Il profondo brachio corre lungo il nervo radiale. Quindi scorre all'interno del suo solco, chiamato solco radiale. Fornisce inoltre ai muscoli deltoidi diversi rami.
