W ramieniu i w okolicy barku nerw pośrodkowy odchodzi od splotu ramiennego. Początkowo obejmuje długość ramienia, ponieważ biegnie równolegle do tętnicy ramiennej. Część jego ścieżki obejmuje środkową stronę ramienia, w pobliżu mięśnia dwugłowego ramienia i mięśnia ramiennego. Przez większą część przebiegu nerw biegnie bocznie od tętnicy. Jednak ostatecznie przechodzi i wchodzi do dołu łokciowego łokcia. Nerw pośrodkowy rozciąga się również w dół przez przedramię, ostatecznie przechodząc przez kanał nadgarstka, gdy wchodzi do dłoni. Ponieważ nerw jest tak długi, zawiera wiele znaczących gałęzi. Unerwia również wiele mięśni na całej długości ramienia. Również ze względu na swoją długość nerw pośrodkowy jest podatny na szereg schorzeń. Należą do nich zmiany powodujące porażenie nerwu pośrodkowego. Jeśli nerw zostanie całkowicie zerwany, powstanie „ręka pazura”. Zespół cieśni nadgarstka ręki może również wynikać z ucisku.