Позвоночные артерии (правая и левая) отходят от подключичных артерий, проходят через отверстия поперечных отростков 6–1 шейных позвонков, и входят в полость черепа через большое затылочное отверстие черепа, проходя при этом через твёрдую мозговую оболочку. В полости черепа эти артерии идут вперёд и медиально (см. рис. 66), при этом от каждой позвоночной артерии отходят (см. рис. 67) оболочечная артерия, передняя и задняя спинномозговые артерии, а также задняя нижняя мозжечковая артерия (к нижней части мозжечка). На уровне нижнего края моста позвоночные артерии сливаются с образованием базилярной (основной) артерии, залегающей в одноимённой борозде моста.

От базилярной артерии симметрично отходят следующие ветви (рис. 69): передняя нижняя мозжечковая артерия (к нижней части мозжечка), артерии лабиринта (к внутреннему уху), артерии моста (к мосту), среднемозговые артерии (к среднему мозг) и верхняя мозжечковая артерия (к верхним отделам мозжечка, а также к сосудистому сплетению III мозгового желудочка). У верхнего края моста базилярная артерия заканчивается, распадаясь на две задние мозговые артерии (см. рис. 69).

Каждая из этих артерий поворачивает назад и вверх, огибая ножку мозга. На этом участке от задней мозговой артерии отходят артерии к среднему мозгу, базальным ганглиям и сосудистому сплетению III желудочка (центральные ветви). Основной ствол задней мозговой артерии выходит на поверхность затылочной доли большого мозга и распадается на 3–5 корковых ветвей (височные, затылочные, теменно-затылочные, шпорная артерии). Эти ветви идут к медиальной поверхности затылочной доли, а также к нижней и латеральной поверхностям больших полушарий (см. рис. 67, 68).

К задней мозговой артерии, вскоре после её образования, присоединяется задняя соединительная артерия (ветвь внутренней сонной артерии, см. выше). В результате вокруг структур промежуточного мозга замыкается артериальный круг, названный по автору, его описавшему, Виллизиевым кругом. В него входят (см. рис. 67, 69) парные задние мозговые артерии, задние соединительные артерии, внутренние сонные и передние мозговые артерии, а также непарная передняя соединительная артерия. Наличие этого круга обеспечивает уравнивание давления и бесперебойное кровоснабжение разных участков мозга при окклюзии (СНОСКА: Окклюзия – закупорка или сужение сосудов – чаще всего происходит в результате формирования на его стенке атеросклеротической бляшки. При этом нарушается функция отделов мозга, получающих кровь по этой артерии) любой из сонных или позвоночных артерии.