O ramo sensorial do nervo glossofaríngeo tem origem em vários locais. Os neurónios sensoriais gerais aferentes do palato e da mucosa da faringe juntam-se ao ramo faríngeo do nervo glossofaríngeo; o ramo amigdalino tem origem em todas as amígdalas.
Os neurónios sensoriais gerais da pele do meato auditivo externo e da parte posterior do ouvido passam com o nervo facial ou com o ramo auricular do nervo vago. Estes últimos juntam-se ao nervo glossofaríngeo no forame jugular. Por fim, os sinais são transmitidos para o núcleo espinal do nervo trigémeo.
Os sinais neurais aferentes do seio carotídeo e do corpo carotídeo são transmitidos através da divisão do nervo sinusal do nervo glossofaríngeo.
Os receptores gustativos no terço posterior da língua - atrás do sulco terminal - são contactados por fibras dos ramos linguais do nervo glossofaríngeo. Estes passam para cima, entre as artérias carótidas interna e externa, para formar, com outros ramos do nervo glossofaríngeo, o gânglio inferior na entrada do forame jugular.
As fibras gustativas juntam-se às fibras dos nervos cranianos VII, IX e X para fazer sinapse no núcleo solitário. As fibras barorreceptoras terminam no núcleo motor dorsal do nervo vago.
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