腓总神经在大腿后侧下1/3处由坐骨神经分出,分出后即斜向外下方,居于股二头肌深面的内侧,到达胆窝部时,经过腓肠肌外侧头的浅面及股二头肌内侧。此后腓总神经向外下方斜行分出腓肠神经的吻合支,与胫神经分支的腓肠内侧皮神经形成腓肠神经,分布于小腿后侧。主干绕到腓骨小头的外侧,在腓骨长内,绕过腓骨头,并在此处分为腓浅神经和腓深神经。腓深神经在腓骨长肌和趾长伸肌的深面,沿骨间膜前方与腓动脉伴行向下,主干发出分支,供胫前肌、踢长伸肌、趾长伸肌和第三腓骨肌。腓浅神经向下经腓骨长、短肌与趾长伸肌之间,支配此肌,并分布于足外侧皮肤。
腓总神经损伤比胫神经损伤发生率高,其主要特点为垂足畸形,在临床上是周围神经修复后效果最差者。