Os principais antagonistas do tríceps braquial são o bíceps braquial. No entanto, outros músculos atuam como antagonistas durante diferentes ações do tríceps braquial, incluindo o deltóide anterior, coracobraquial, peitoral maior, supraespinhal, médio deltóide, braquial e braquioradial.
Os músculos antagonistas desempenham um papel importante no sistema músculo-esquelético, agindo em contraste uns com os outros durante o movimento. Eles são opostos. Ou seja, quando um músculo se contrai, o outro relaxa. Localizado em lados opostos do osso do úmero, o bíceps braquial são os "opostos" óbvios do tríceps braquial. No entanto, dependendo do tipo de movimento ou ação do tríceps braquial, diferentes músculos também podem atuar como antagonistas.
A principal ação do tríceps braquial é a extensão do braço na altura do ombro. Nesse caso, os bíceps braquiais são os principais músculos antagonistas, mas o deltóide anterior, o coracobraquial e o peitoral maior na cabeça clavicular também funcionam em contraste com o tríceps braquial.
As ações secundárias do tríceps braquial utilizam ainda diferentes músculos antagônicos. A adução do braço no ombro, por exemplo, emprega o supraespinhal e o deltóide médio como antagonistas. A extensão do antebraço no cotovelo novamente usa o bíceps braquial como um músculo antagonista primário junto com o braquial e o braquiorradial.