Surge del cóndilo lateral de la tibia; de las tres cuartas partes superiores de la superficie anterior del cuerpo del peroné; de la parte superior de la membrana interósea; de la superficie profunda de la fascia; y de los septos intermusculares entre él y el tibial anterior en la medial, y los músculos peroneales en el lado lateral. Entre él y el tibial anterior se encuentran las porciones superiores de los vasos tibiales anteriores y el nervio peroneo profundo.

El músculo pasa por debajo del retináculo extensor superior e inferior del pie en compañía del fibularis tercius, y se divide en cuatro resbalones, que corren hacia adelante en el dorso del pie, y se insertan en la segunda y tercera falanges de los cuatro dedos inferiores del pie.

Los tendones del segundo, tercer y cuarto dedos de los pies están unidos, cada uno opuesto a las articulaciones metatarsofalángicas, en el lado lateral por un tendón del extensor digitorum brevis. Los tendones se insertan de la siguiente manera: cada uno recibe una expansión fibrosa de los interóseos y lumbricales, y luego se extiende en una amplia aponeurosis, que cubre la superficie dorsal de la primera falange: esta aponeurosis, en la articulación de la primera con la segunda falange, se divide en tres resbalones, un intermedio, que se inserta en la base de la segunda falange; y dos resbalones colaterales, que, después de unirse en la superficie dorsal de la segunda falange, se continúan hacia adelante, para insertarse en la base de la tercera falange.