Ihre Fasern sind ebenfalls schräg gerichtet, verlaufen aber in entgegengesetzter Richtung zu denen der äußeren Interkostalmuskeln.
Die inneren Interkostalmuskeln haben ihren Ursprung in der Rippenfurche und setzen in der oberen Seite der darunterliegenden Rippe in einer Richtung senkrecht zu den äußeren Interkostalmuskeln an. Diese Anordnung ermöglicht es diesen Muskeln, die Ausatmung zu erleichtern.
Zum größten Teil sind sie Muskeln der Ausatmung. Bei der Ausatmung drücken die interkostalen Anteile der inneren Interkostalmuskeln (der Teil des Muskels, der sich zwischen den knöchernen Anteilen der oberen und unteren Rippen befindet) die Rippen zusammen und ziehen sie wieder ein, wodurch die Brusthöhle komprimiert und die Luft ausgestoßen wird. Die inneren Zwischenrippenmuskeln werden jedoch nur bei kräftiger Ausatmung wie Husten oder bei körperlicher Anstrengung eingesetzt, nicht jedoch bei entspannter Atmung. Die äußeren Zwischenrippenmuskeln und der intercartilaginäre Teil der inneren Zwischenrippenmuskeln (der Teil des Muskels, der zwischen dem Knorpelteil der oberen und unteren Rippen liegt) werden bei der Inspiration verwendet, indem sie beim Anheben der Rippen und der Erweiterung der Brusthöhle helfen.