Die Aorta thoracica (Pars thoracica aortae, Aorta descendens) ist 17 bis 20 cm lang. Sie geht in Höhe des 4. Brustwirbels aus dem Aortenbogen hervor und steigt entlang der Brustwirbelsäule ab, zunächst auf der linken Seite und zieht allmählich auf die Vorderseite.

Die Aorta thoracica liegt zuerst links vom Oesophagus. Sie verläuft anschliessend nach medial und schiebt sich distal des 7. bis 9. Brustwirbels zwischen den Oesophagus und die Wirbelsäule.

Auf der linken Seite wird die Aorta thoracica von der V. hemiazygos accessoria begleitet und auf der rechten Seite vom Ductus thoracicus und der V. azygos.

Vor dem 12. Brustwirbel tritt die Aorta thoracica durch den Hiatus aorticus und geht in die Aorta abdominalis über.