หลอดเลือดดำด้านบนลึกขององคชาต (อังกฤษ: Deep dorsal vein of the penis) ฝังตัวอยู่ต่ำกว่าพังผืดลึกขององคชาต มันส่งเลือดจากหัวองคชาตและกล้ามเนื้อคอร์ปัสคาเวอร์โนซัม และผ่านไปทางด้านหลังในเส้นแนวกลางระหว่างเส้นเลือดแดงด้านบน ใกล้กับรากขององคชาต มันผ่านระหว่างสองส่วนของเส้นเอ็นพยุงองคชาตและจากนั้นจึงผ่านไปทางช่องระหว่างแนวประสานกระดูกหัวหน่าวและกระดูกเชิงกรานส่วนขวาง และแบ่งออกเป็นสองแขนง ซึ่งเข้าสู่ข่ายกระเพาะปัสสาวะและต่อมลูกหมาก

เส้นเลือดดำลึกยังเชื่อมติดเช่นเดียวกันกับหลอดเลือดดำหว่างขาในที่ด้านล่างของแนวประสานกระดูกหัวหน่าว