外側上膝動脈は脚にあります。大腿骨外側顆の上部（大腿骨の基部にある骨の突起）と大腿二頭筋の腱の下を通過します。大腿二頭筋は、太ももの裏側にある筋肉です。
外側上膝動脈が分岐すると、それは深い枝と浅い枝に分かれます。深い枝は膝関節と大腿骨の下部に血液を供給します。外側上膝動脈の表在枝は、大腿四頭筋の最大部分である外側広筋に血液を供給します。表在枝は、外側大腿回旋動脈（下方向に移動）および外側下膝動脈にも接続します。
