Por debajo de la próstata, la uretra atraviesa el músculo transverso profundo del perineo, recibiendo el nombre de uretra membranosa. En este tramo está rodeada por las fibras musculares del esfínter estriado (voluntario), y por detrás, entre las fibras musculares del esfínter, las dos glándulas de Cowper o glándulas bulbouretrales, que aportan una secreción mucosa lubricante, tienen forma redondeada, del tamaño de un guisante. Desembocan en la uretra un poco más abajo, cuando ésta atraviesa el bulbo esponjoso del pene. La uretra membranosa mide aproximadamente 1 cm.
Por debajo del músculo transverso del perineo, la uretra entra en el bulbo esponjoso; traza una curva hacia delante siguiendo ya todo el trayecto del cuerpo esponjoso hasta el glande, donde se abre al exterior. En este tramo se denomina uretra peneana o uretra esponjosa. Al nivel del bulbo tiene un pequeño ensanchamiento: el fondo de saco bulbar.
Bajo la sínfisis del pubis, siguiendo la posición del pene en estado de flaccidez, describe otra curva hacia abajo hasta el orificio de salida: el meato uretral. Inmediatamente antes del meato, en el glande, hay un ensanchamiento, la fosa navicular. En la uretra peneana desembocan pequeñas glándulas mucosas, a lo largo de todo el trayecto: las glándulas de Littré, con acción lubricante.
La uretra peneana mide unos 15 cm de longitud; por lo tanto, la longitud total de la uretra es de unos 20 cm.
