Un peu au dessus de l'interligne articulaire, il se divise en 2 branches :
A) l'une antérieure, superficielle et sensitive, destinée à l'innervation cutanée de la face dorsale de l'avant bras et de la main. Cette branche reste dans la gouttière bicipitale latérale et suit le bord médial du long supinateur (B.R). Elle rejoint ainsi l'artère radiale dont elle devient satellite et qu'elle accompagne à l'avant-bras.
Au 1/3 distal de l’avant-bras, le nerf se sépare de l’artère radiale, et passe à travers le fascia de séparation situé entre le long supinateur et le 1er radial et devient sous cutané dorsal.
Il s’agit d’un nerf purement sensitif, responsable de la sensibilité de la face dorsale de la main, du 1er espace inter-métatarsien et de la partie dorsale des phalanges des 3 doigts radiaux (2-3-4).
B) l'autre postérieure, profonde, motrice, plus volumineuse, destinée aux muscles de la loge postérieure de l'avant bras
Cette branche, qui innerve le 2 éme radial (ECR brevis) se dirige rapidement, en bas, en dehors et en arrière s'enroulant autour de l'extrémité supérieure du radius. Elle plonge dans la profondeur en s'insinuant entre les 2 chefs du court supinateur qu'elle innerve au passage. Elle perfore ensuite la face postérieure du court supinateur au niveau de son bord inférieur, quittant ainsi le pli du coude pour gagner la loge postérieure de l'avant-bras.