По поверхностным венам медиальной поверхности большого полушария кровь частично оттекает вверх, в верхний сагиттальный синус (см. выше), а частично в переднюю вену большого мозга, сопровождающую одноимённую артерию. Эта вена сообщается большой мозговой веной, нижним сагиттальным синусом и глубокой средней веной, залегающей в глубине боковой борозды.

Внутренние вены большого мозга собирают венозную кровь от белого вещества полушарий мозга (медуллярные вены), базальных ганглиев (вены полосатого тела), сосудистых сплетений мозговых желудочков (вены сосудистых сплетений). Кроме того, в них впадают вены, несущие венозную кровь от структур промежуточного и среднего мозга, мозжечка и затылочных долей полушарий. Внутренние вены вблизи четверохолмия среднего мозга впадают в большую вену мозга, из которой кровь поступает в прямой синус.

Вены продолговатого мозга впадают в переднюю и заднюю медиальные вены. Эти вены, являющиеся продолжением одноимённых вен спинного мозга, идут вдоль продолговатого мозга и впадают в нижний каменистый синус.