Dopo aver biforcato dal nervo ischiatico, si dirama lungo il margine interno del muscolo bicipite femorale, attraversa la parte superiore esterna del solco popliteo, raggiunge tra il tendine del bicipite femorale e il capo laterale del muscolo gastrocnemio, passa sotto la superficie profonda del muscolo peroneo lungo e si curva intorno al collo del perone, si biforca in due ramificazioni terminali, il nervo peroneo profondo e il nervo peroneo superficiale. Controlla i muscoli peronei corti e lunghi, i muscoli tibiali anteriori, i muscoli estensori del pollice e dei metatarsi, i muscoli estensori dei metatarsi e dei dotti, la sensibilità cutanea laterale della gamba e la sensibilità cutanea del dorso del piede. La frattura del collo del perone e del collo del perone possono danneggiare il nervo peroneo, causando la paralisi dei muscoli estensori della gamba, dei muscoli peronei lunghi e corti.