Nuo viršutinės žandikaulio arterijos užpakalinė gili laikinė arterija keliauja aukštyn, eidama tarp išorinio pterygoidinio raumens, žandikaulio raumens ir laikino raumens, esančio galvos šone. Infratemporalinėje duobėje (už skruostikaulio esančioje erdvėje) arterija atsiskiria į daugybę šakų. Infratemporalinėje duobėje, be giliosios laikinosios arterijos, yra laikinasis raumuo, aurikulotemporalinis nervas, gilieji laikinieji nervai ir paviršinė arterija.
Fosoje užpakalinė gili laikinė arterija kartu su giliuoju laikinuoju nervu juda į laikiną raumenį. Arterija tiekia kraują į laikinojo kaulo plokščią dalį (esančią viršuje, jei laikinasis kaulas) ir perikranį (išorinis kaukolės dangalas), taip pat laikiną raumenį. Jis jungiasi su vidurinėmis ir paviršinėmis laikinosiomis arterijomis ir priekine gilia laikine arterija.
