Najdemo ga v zadnjem delu spodnjega uda, zadnja tibialna arterija se začne za kolenom in se spušča po nogi proti zadnjemu delu stopala. Je veja poplitealne arterije in se sama razcepi na medialno in lateralno plantarno arterijo v stopalu ter tvori vejo tik pod kolenom, imenovano fibularna ali peronealna arterija. Arterije prenašajo s kisikom bogato kri od srca, zato je smer pretoka krvi v zadnji tibialni arteriji navzdol. To žilo spremlja zadnja tibialna vena, ki leži na notranji strani arterije in prenaša kri nazaj navzgor po nogi.
Kot veja poplitealne arterije zadnja tibialna arterija sprejema kri iz te večje žile, tako kot njena druga veja, sprednja tibialna arterija, ki oskrbuje sprednji del spodnjega dela noge. Poplitealna arterija se razdeli na ti dve žili v višini spodnjega roba popliteusa, mišice, ki prečka zadnji del kolena. Kratko razdaljo pod to točko blizu vrha teleta, zadnja arterija oddaja svojo vejo, peronealno arterijo, ki se obrne proti zunanji strani zadnje noge za kostjo fibule.
Od tu se zadnja tibialna arterija spušča po okončini za kostjo golenice in se postopoma ukrivi proti notranji strani gležnja. Prečka sklep za medialno malleolus golenice, izbočeni del dna kosti, ki je viden vzdolž notranje strani gležnja. Posoda leži med malleolusom in Ahilovo tetivo. Pravzaprav je tukaj mogoče začutiti utrip iz arterije. Skupaj s kitami tibialis posterior, flexor digitorum longus in flexor hallucis longus ter zadnje tibialne vene in tibialnega živca je arterija za gležnjem povezana z retinakulumom fleksorja, vodoravnim pasom ligamenta.
Po prehajanju za gležnjem se zadnja tibialna arterija razdeli na dve manjši arteriji plantarne površine ali spodnje strani stopala: medialno in lateralno plantarno arterijo. To se zgodi pod kalkaneusom ali petno kostjo, pri čemer je medialna plantarna arterija usmerjena proti velikemu prstu, stranska plantarna arterija pa oskrbuje štiri manjše prste. Tako kot zadnja tibialna arterija prinaša s kisikom in hranili gosto kri v mišice in tkiva zadnjega spodnjega dela noge, plantarne arterije oskrbujejo arterije podplata.