Desde el decimoséptimo día comienza a surgir vasos en el mesodermo esplacnopleural de la pared del saco vitelino, a partir de agregados de células denominados islotes sanguíneos. En el decimoctavo día comienza la vasculogénesis en el mesodermo esplacnopleural del disco embrionario, en el que el proceso es algo distinto. En el disco embrionario, el mesodermo esplacnopleural se diferencia a precursores de células endotelales posteriormente se unen, proliferando e invaden otros tejidos para formar la vascularización embrionaria.
Cuando el plegamiento del embrión lleva a los tubos endocárdicos a la parte ventral del tórax durante la cuarta semana, las dos aortas dorsales unidas a los extremmos defálicos de los tubos son empujadas ventralmente para formar un par de asas dorsoventrales, los primeros arcos aórticos. Durante la cuarta y quinta semana se desarrollan, en sucesión cefalocaudal, otros cuatro pares de arcos aórticos que ponen en contacto el saco aórtico en el extremo superior del truncus arteriosus con las aortas dorsales. Este sistema de arcos aórticos se remodela posteriormente hasta formas el sistema de grandes arterias en la parte superior del toraz y el cuello.
Las aortas dorsales pares permanecen separadas en la región de los arcos aórticos pero se unen mas abvajo, en el nivel del cuarto segmento dorsal, para formar una única aorta dorsal media. A partir de esta aorta dorsal se desarrollan tres grupos de ramas: 1) un conjutno de ramas ventrales, que irrigan el intestino y sus derivados. 2) ramas laterales que irrigan las estructuras retroperitoneales, tales como las glándulas suprerrenales, los riñones y las gónadas. 3) ramas intersegmentarias dorsolaterales, denominadas arterias intersegmentarias, que penetran entre los derivados de los somitas y proporcionan parte de la vascularización de la cabeza, el cuello, la pared corporal, las extremidades y la columna vertebral. Las ramas ventrales que irrigan el aparato gastrointestinal derivan de restos de una red de arterias vitelinas que se desarrollan en el saco vitelino y el conducto vitelino y que se anastomosan con las aortas dorsales. Estas últimas comunican con las arterias umbilicales que aparecen en el pedículo de la fijación y que llevan la sangre a la placenta.
El sistema venoso primitivo consta de tres componentes principales, todos ellos bilaterales y simétricos en un principio, el sistema cardinal que drena la cabeza, el cuello, la pared corporal y las extremidades, las venas vitelinas que inicialmente drenan el saco vitelino y las venas umblicales, que se desarrollan en le pediculo de fijación y que llevan el embrión la sangre oxigenada procedente de la placenta. Estos tres sistemas drenan al principio en las dos astas sinusales, pero los tres sufren grandes modificaciones durante el desarrollo a medida que el retrorno venoso sistemático se desvía hacia la aurícula derecha.
El sistema cardinal consiste inicialmente en dos venas cardinales anteriores y posteriores que se unen para formar unas cortas venas cardinales comunes que drenan en las astas sinusales derecha e izquierda, sin embargo, las cardinales posteriores son complementadas y después sustituidas por dos sistemas venosos subsidiarios, los sitemas sibcardinal y supracardinal, que crecen en sentido caudl, a partir de la base de las cardinales posteriores en la pared corporal dorsal medial. Los tres sistemas cardinales, junto con una pequeña región de la vena vitelina derecha, dan lugar a partes de la vena cava inferior y de sus ramas principales. Las venas supracardinlaes también forman los sistemas ácigos y hemiácigos que drenan la pared toxásica. El sistema venoso vitelino origina asimismo los sinusoides hepáticos y el sistema de la porta, que transporta la sangre venosa desde el aparato gastrointestinal al hígado. En el interior de este último, el sistema vitelino constituye, además, el conducto venoso, un canal que deriva la sangre desde la vena umbilical directamente a la vena cava inferior durante la gestación.
Los tres sistemas sufren grandes modificaciones durante el desarrollo. En los sistemas cardinal y vitelino, las venas longitudinales del lado izquierdo del cuerpo tienden a involucionar, mientras que las del lado derecho persisten para dar lugar a las grandes venas. Por tanto, un sistema bilateral que drena en las dos astas sinusales se convierte en un sistema situado en el lado drecho que drena en la aurícula derecha. Por el contrario, la vena umbilical derecha desaparece, mientras que la vena umbilical izquierda persiste, aunque pierde sus conexiones secundariamente en el conducto venoso.
Las arterias coronarias que irrigan el musculo ardíaco se desarrollan, en parte, como ramas que nacen de la base de aorta, mientras que las venas coronarias surgen del seno coronaria.
En el momento del nacimiento se produce un cambio espectacular y rápido del patrón circulatorio, cuando el recién nacido comienza a respirar y la vascularización pulmonar se expande.
