L'artère cérébrale antérieure vascularise les régions médiales des lobes frontaux et pariétaux et le corps calleux. L'artère cérébrale moyenne alimente de grandes portions des surfaces latérales des lobes frontaux, pariétaux et temporaux. Des branches des artères cérébrales antérieure et moyenne (artères lenticulostriées) vascularisent les noyaux gris centraux et le bras antérieur de la capsule interne.
Les artères vertébrales et le tronc basilaire vascularisent le tronc cérébral, le cervelet, le cortex cérébral postérieur et la partie médiale du lobe temporal. Les artères cérébrales postérieures sont issues du tronc basilaire et bifurquent pour vasculariser la partie médiale des lobes temporaux (qui comporte l'hippocampe) et les lobes occipitaux, le thalamus et les corps mamillaires et les corps géniculés.
La circulation antérieure et la circulation postérieure communiquent par le polygone de Willis via l'artère communicante postérieure.