Trong một vài trường hợp vận tốc pha không phải là một véctơ. Điều đó có nghĩa là các vận tốc pha theo các hướng khác nhau không phải là các tọa độ hay hình chiếu của một véctơ nào đó.

Nhưng điều này không cản trở mong muốn định nghĩa một véctơ vận tốc pha có hướng trùng với hướng của véctơ sóng và có giá trị tuyệt đối bằng vận tốc pha theo hướng này. Cụ thể đối với trường hợp sóng phẳng điều hòa vận tốc pha theo hướng véctơ sóng có thể được biểu diễn dưới dạng:

v k = ω / k {\displaystyle v_{k}=\omega /k\,} , trong đó k — số sóng, ω — tần số góc.

Theo đó vận tốc pha theo hướng tạo với véctơ sóng một góc α {\displaystyle \alpha } , sẽ là:

v Φ = v k cos ⁡ α {\displaystyle v_{\Phi }={\frac {v_{k}}{\cos \alpha }}}

Dễ thấy rằng vận tốc pha có thể lớn hơn vận tốc ánh sáng, thậm chí có thể nhận giá trị lớn vô cùng khi hướng của vận tốc pha tạo với véctơ sóng một góc vuông.