迷走神经在脑神经中行程最长，由舌咽神经根的下方自延髓橄榄的后方出入脑，经颈静脉孔出颅腔，之后下行于颈内、颈总动脉与颈内静脉之间的后方。经过胸廓上口入胸腔，在胸部左右迷走神经的走行和位置各异。
左侧迷走神经在左侧颈总动脉与左锁骨下动脉之间，下降到主动脉弓的前方，经左肺根后方分出数小支分支分别加入左肺丛，在食管前面分散成若干细支，参与构成食管前丛，并且向下延续成迷走神经前干。
右侧的迷走神经经右锁骨下动脉的前面，沿气管右侧下降，继而在右肺根后方伸出数支，参与右肺丛，然后分出分支在食管后面，构成食管后丛。在食管下端合成迷走神经后干，迷走神经前后干向下，与食管一起穿的食管裂孔进入腹腔，到贲门附近，前后干分为终支。