Die A. tibialis anterior gelangt durch die Membrana interossea in die Extensorenloge, wo sie entlang dem M. tibialis anterior (Leitmuskel) verläuft, begleitet vom N. fibularis profundus.
Sie zieht unter dem Retinaculum mm. extensorum nach distal und setzt sich als A. dorsalis pedis auf dem Fussrücken fort.

Der Verlauf der A. tibialis anterior lässt sich durch eine Projektionslinie bestimmen, die die Mitte zwischen Caput fibulae und Tuberositas tibiae sowie zwischen beiden Malleolen verbindet.
Die A. tibialis anterior gibt folgende Äste ab:

• A. tibialis recurrens: zieht aufwärts zum Rete articulare genus
• A. malleolaris anterior medialis: zieht zum Malleolus medialis und beteiligt sich am Rete malleolare mediale
• A. malleolaris anterior lateralis: verläuft zum Malleolus lateralis und endet im Rete malleolare laterale