Leurs fibres sont également dirigées obliquement, mais passent dans une direction opposée à celles des muscles intercostaux externes.Les muscles intercostaux internes naissent du sillon costal de la côte et s’insèrent dans la face supérieure de la côte inférieure dans une direction perpendiculaire aux muscles intercostaux externes. C’est cette disposition qui permet à ces muscles de faciliter l’expiration.
Pour l’essentiel, ce sont des muscles de l’expiration. Lors de l’expiration, les portions interosseuses des muscles intercostaux internes, (la partie du muscle qui se trouve entre la partie osseuse des côtes supérieures et inférieures), dépriment et rétractent les côtes, comprimant la cavité thoracique et expulsant l’air. Les intercostaux internes, cependant, ne sont utilisés que lors d’une expiration vigoureuse, comme la toux ou l’exercice physique, et non lors d’une respiration détendue. Les muscles intercostaux externes, et la partie intercartilagineuse des muscles intercostaux internes, (la partie du muscle qui se trouve entre la partie cartilagineuse des côtes supérieures et inférieures), sont utilisés lors de l’inspiration, en aidant à l’élévation des côtes et à l’expansion de la cavité thoracique.