หลอดเลือดแดงภายในทรวงอกอยู่ห่างจากจุดกำเนิดของหลอดเลือดแดง subclavian ไม่กี่เซนติเมตร จากนั้นหลอดเลือดแดงจะเคลื่อนลงมาตามผนังด้านในของกระดูกซี่โครงหน้า มันตั้งอยู่ประมาณสองถึงสามเซนติเมตรที่ด้านข้างของกระดูกอกทั้งสองข้างและอยู่ตรงกลางหัวนมเล็กน้อย หลอดเลือด มันมักจะมาพร้อมกับหลอดเลือดดำภายในทรวงอกขนาดใหญ่ที่ดำเนินไปตามเส้นทางเดียวกัน หลอดเลือดแดงภายในทรวงอกอยู่ใต้พังผืดและลึกถึงกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง