El músculo recto superior nace con el resto de los músculos rectos del ojo, en el vértice del la órbita ocular por medio de un tendón común, el anillo de Zinn.

Después de separarse del resto de los músculos rectos, el recto superior sigue de atrás adelante por el techo orbitario, del que está separado por el músculo elevador del párpado. Las fibras del músculo tiene relación con el nervio frontal, con fibras del oblicuo mayor, varias arterias y venas y, por debajo, con el nervio óptico.

Al final de su recorrido, el músculo recto superior termina en un tendón aplanado que se inserta en la esclerótica, algo delante del ecuador del globo ocular.