Le muscle extenseur digitorum naît de l’épicondyle latéral de l’humérus, par le tendon commun ; des septa intermusculaires qui le séparent des muscles adjacents, et du fascia antébrachial. Il se divise en dessous en quatre tendons, qui passent, avec celui de l’extenseur de l’index propriétaire, à travers un compartiment séparé du ligament dorsal du carpe, à l’intérieur d’une gaine muqueuse. Les tendons divergent ensuite sur le dos de la main, et s’insèrent dans les phalanges moyennes et distales des doigts de la manière suivante.
En face de l’articulation métacarpophalangienne, chaque tendon est lié par des fascicules aux ligaments collatéraux et sert de ligament dorsal de cette articulation ; après avoir traversé l’articulation, il se déploie en une large aponévrose, qui recouvre la face dorsale de la première phalange et est renforcée, dans cette situation, par les tendons de l’interossei et du lumbricalis.
Au niveau de la première articulation interphalangienne, cette aponévrose se divise en trois feuillets ; un intermédiaire et deux collatéraux : le premier s’insère dans la base de la deuxième phalange ; et les deux collatéraux, qui se poursuivent vers l’avant le long des côtés de la deuxième phalange, s’unissent par leurs bords contigus, et s’insèrent dans la face dorsale de la dernière phalange. Lorsque les tendons traversent les articulations interphalangiennes, ils les garnissent de ligaments dorsaux. Le tendon de l’index est accompagné du tendon de l’extenseur de l’index, qui se trouve sur son côté ulnaire. Sur le dos de la main, les tendons au majeur, à l’annulaire et à l’auriculaire sont reliés par deux bandes placées obliquement, l’une provenant du troisième tendon passant en bas et latéralement au deuxième tendon, et l’autre passant du même tendon en bas et médialement au quatrième.
Les tendons extenseurs sont reliés au deuxième par une fine bande transversale, appelée juncturae tendinum ; ils servent à maintenir l’alignement central des tendons extenseurs sur la tête métacarpienne, augmentant ainsi le levier disponible. Des blessures (par exemple par une force de flexion externe pendant une extension active) peuvent permettre au tendon de se disloquer dans l’espace intermétacarpien ; le tendon extenseur agit alors comme un fléchisseur et le doigt ne peut plus être étendu activement. Ceci peut être corrigé chirurgicalement en utilisant un glissement du tendon extenseur pour remplacer la bande ligamentaire endommagée.