หลอดเลือดแดงภายในทรวงอกแยกออกจากส่วนใกล้เคียงของหลอดเลือดแดง subclavian และเริ่มไหลลงมาตามพื้นผิวด้านในของผนังทรวงอกส่วนหน้า หลอดเลือดแดงภายในทรวงอกเคลื่อนที่ได้น้อยกว่าและอยู่ด้านข้างประมาณ 1-2 เซนติเมตรถึงขอบกระดูกสันอกทั้งสองข้าง หลอดเลือด มันเดินทางระหว่างกล้ามเนื้อทรวงอกขวางทางด้านหลังและกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงภายในและกระดูกอ่อนซี่โครงด้านหน้า