Żyła odpromieniowa powstaje ze zlania się łuku żylnego grzbietowego śródręcza z żyłą odpromieniową kciuka, zazwyczaj w obszarze tabakierki anatomicznej, położonej od strony promieniowej nadgarstka. Jest stale osiągalna tuż za wyrostkiem rylcowatym kości promieniowej. W dalszym ciągu zatacza łuk wzdłuż strony promieniowej przedramienia, pokazując się na jego powierzchni przedniej; towarzyszy tutaj nerwowi skórnemu bocznemu przedramienia. Często występuje na tym odcinku podwójnie, wówczas drugie, towarzyszące jej naczynie nazywane jest żyłą odpromieniową dodatkową (vena cephalica accessoria). Dochodząc do zgięcia łokciowego w różny sposób łączy się z żyłą odłokciową; nierzadko wysyłając gałąź zwaną żyłą pośrodkową łokcia, komunikującą się również z żyłami głębokimi.