Les principales fonctions du latissimus dorsi sont les suivantes :
- l'extension du bras fléchi au niveau de l'articulation gléno-humérale
- l'adduction et la rotation médiale de l'épaule au niveau de l'articulation gléno-humérale.
En outre, si le bras est fixé en abduction, il agit pour :
- rétracter la ceinture pectorale
- élever le tronc et le bassin vers le haut lorsque la ceinture pectorale est également fixée ; la fonction clé, en conjonction avec le grand pectoral, est celle d'un muscle grimpant. L'action sur le bassin est souvent utilisée par les patients paralysés des membres inférieurs pour les aider à adopter une démarche modifiée. La fixation des bras permet au latissimus dorsi d'agir également comme un muscle accessoire de la respiration :
- par l'élévation de son origine costale, pour faciliter l'inspiration profonde
- par l'action compressive de ses fibres inférieures sur la circonférence de la partie inférieure du thorax, pour faciliter l'expiration