Después de separarse del nervio isquiático, sigue la margen interna del músculo gemelo mayor, se inclina hacia abajo y hacia afuera, pasa por el cuádriceps superior, llega entre el tendón del músculo gemelo mayor y el músculo gastrocnemio lateral, pasa por debajo del músculo peroneo largo, rodea el cuello del peroné, se divide en dos ramas terminales, el nervio peroneal profundo y el nervio peroneal superficial. Dominan los músculos peroneales largos y cortos, el músculo extensor largo del pie, el músculo extensor largo de los dedos, el músculo extensor corto del pie, el músculo extensor corto de los dedos, y la sensación de la piel lateral del muslo y el dorso del pie. La fractura de la cabeza del peroné y del cuello del peroné puede dañar el nervio peroneal, causando parálisis de los músculos extensores del muslo, los músculos peroneales largos y cortos.
