ในกายวิภาคศาสตร์มนุษย์ หลอดเลือดดำแขน (อังกฤษ: Brachial vein) เป็น venae comitantes (หรือหลอดเลือดดำที่ทอดขนานไปกับหลอดเลือดแดง) ของหลอดเลือดแดงแขน (brachial artery) ที่อยู่ในต้นแขน หลอดเลือดดำนี้อยู่ในชั้นลึกต่อกล้ามเนื้อ จึงเรียกหลอดเลือดนี้ว่าเป็นหลอดเลือดดำชั้นลึก (deep vein) เส้นทางเดินของหลอดเลือดดำนี้เหมือนกับหลอดเลือดแดงแขน (ย้อนกลับทาง) เริ่มจากหลอดเลือดดำเรเดียล (radial veins) และหลอดเลือดดำอัลนา (ulnar veins) รวมกัน (ตำแหน่งเดียวกับที่หลอดเลือดแดงแขนแตกออกเป็น 2 เส้นคือหลอดเลือดแดงอัลนาและหลอดเลือดแดงเรเดียล) หลอดเลือดนี้สิ้นสุดที่ขอบล่างของกล้ามเนื้อเทเรส เมเจอร์ (teres major) ณ จุดนี้หลอดเลือดดำแขนจะรวมกับหลอดเลือดดำเบซิลิค (basilic vein) กลายเป็นหลอดเลือดดำรักแร้ (axillary vein) หลอดเลือดดำแขนมีสาขาเล็กๆ ที่รับเลือดมาจาดกล้ามเนื้อของแขนช่วงบน เช่นกล้ามเนื้อไบเซ็ปส์ เบรกิไอ (biceps brachii muscle) และกล้ามเนื้อไตรเซ็ปส์ เบรกิไอ (triceps brachii muscle)