Le arterie vertebrali emergono come rami dell'arteria succlavia destra e sinistra. Proseguono verso l'alto attraverso i forami trasversali, spazi nelle vertebre cervicali per poi emergere come due vasi, uno a sinistra e uno a destra rispetto al midollo allungato formando l'arteria cerebellare infero posteriore. Le arterie vertebrali si uniscono di fronte alla parte mediana del midollo per dare origine alla grande arteria basilare, che possiede più rami per rifornire di sangue il midollo, il ponte di Varolio e l'arteria cerebellare anteriore inferiore e superiore. Infine, l'arteria basilare si divide nelle due arterie cerebrali posteriori che si dirigono verso l'esterno, attorno ai peduncoli cerebellari superiori, e lungo la cima del tentorio cerebellare, dove vi sono rami per fornire i lobi temporali e occipitale. Ogni arteria cerebrale posteriore dà origine ad una piccola arteria comunicante posteriore per unirsi con le arterie carotidi interne.