Плечеголовной стовбур (truncus brachiocephalicus) є першою непарної гілкою діаметром 7 мм, довжиною 3-5 см; направляється косо вправо і вгору, перебуваючи попереду трахеї, що відходить від дуги аорти правою гілкою, прикритої у дітей вилочкової залозою. Біля правого грудино-ключичного зчленування стовбур ділиться на праву загальну сонну артерію (a. carotis communis dextra) і праву підключичну артерію (a. subclavia dextra). У 11% випадків від початку плечеголовного стовбура до перешийка щитовидної залози йде сама нижня щитоподібна артерія (a. thyroidea ima).