Die A. radialis setzt die Richtung der A. brachialis fort. Sie überkreuzt die Bicepssehne sowie den M. pronator teres und verläuft am Unterarm bedeckt vom M. brachioradialis (Leitmuskel) in der radialen Flexorenloge, teilweise begleitet vom R. superficialis n. radialis 
.
In der Regio carpi volaris liegt die A. radialis zwischen der Sehne des M. flexor carpi radialis und des M. brachioradialis (Pulsstelle), anschliessend durchkreuzt sie die Tabatière, durchbohrt den M. interosseus I und gelangt in die Palma manus.
In ihrem Verlauf am Unterarm gibt die A. radialis folgende Äste ab:
- A. recurrens radialis: zieht neben dem N. radialis nach proximal und speist das Rete articulare cubiti.
- R. palmaris superficialis: zieht über das Lig. carpi transversum und durch die Daumenballenmuskeln zum Arcus palmaris superficialis .
Die A. radialis kann - wenn auch selten - verdoppelt sein. In diesem Fall zieht die A. radialis superficialis vor dem M. brachioradialis nach unten.
Gelegentlich ist der R. palmaris superficialis so stark ausgebildet, dass er direkt ein oder zwei Aa. digitales palmares communes abgibt, ohne sich mit dem Arcus palmaris superficialis zu verbinden.
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