Волокна его отходят от ядра в ромбовидной ямке, nucleus nervi hypoglossi, а из ствола мозга выходит 10- 15 корешковыми нитями между пирамидами и оливами продолговатого мозга. Эти нити соединяются в мощный нервный ствол, который проходит через canalis hypoglossi затылочной кости, ложится медиально и сзади от блуждающего нерва, а затем дугой проходит в самой верхней части шеи. Начальная, нисходящая, часть дуги проходит между внутренней сонной артерией и внутренней яремной веной, затем нерв почти поперек пересекает ход наружной сонной артерии, находясь обычно между ней и шейной частью лицевой вены, а восходящая часть дуги направляется к m. mylohyoideus. При этом нерв проходит под m. stylohyoideus и задним брюшком т. digastricus, которые тоже перекрещивает.

Между задним краем m. mylohyoideus, названными выше мышцами и подъязычным нервом находится описанный Н. И. Пироговым треугольник, в котором легко найти язычную артерию, a. lingualis, для ее перевязки при кровотечении из языка.

Зайдя на верхнюю поверхность, m. mylohyoideus, подъязычный нерв входит в язык, распадаясь на ветви rami linguales в виде веера, и иннервирует все мышцы языка. Присоединяющиеся к нему ветви от шейного сплетения спинномозговых нервов имеют с ним только топографические взаимоотношения и отходят от него еще в области сосудисто-нервного пучка шеи, а, соединившись в виде петли ansa cervicalis, s. ansa nervi hypoglossi (BNA), с другими шейными нервами, иннервируют переднюю группу мышп шеи ниже подъязычной кости.