当胚胎发育到第二周时，在卵黄囊壁上的胚外中胚层内形成许多细胞团，是发生原始血管和血细胞的原基，称为血岛。接着在血岛细胞之间出现间隙，围绕间隙的成血管细胞分化为原始内皮细胞，血岛中央的细胞变圆，转变为原始血细胞即造血干细胞，并产生血浆。卵黄囊壁上形成原始血管之际，在体蒂、绒毛膜等处的胚外胚层中，也以同样的方式发生原始血管。此处血管的及早出现，显然是由于人类卵黄囊缺乏卵黄，对胚胎无营养价值，因此，胚胎必须及早与母体建立联系，以获取营养和氧气。稍晚，在胚内间充质中也出现许多裂隙，裂隙周围的细胞分化为内皮细胞形成原始血管。起初形成的原始血管是散在分布，彼此各不相连，以后这些原始血管不断延伸，并以出芽的方式分出许多分支相互连接，形成胚内毛细血管网。

当胚胎第三周时，胚内、外的毛细血管网彼此相通，逐渐形成卵黄囊与胚体，绒毛膜与胚体以及胚体本身的原始血管通路。在血管网中，经过各血管之间的合并与扩大，形成一定的动脉和静脉。胚体内早期出现的血管有：一对心管、一对连于心管头端的腹主动脉、原始消化管背侧的一对背主动脉、连接同侧腹主动脉和背主动脉的六对弓动脉。背主动脉从腹侧发出数对卵黄动脉，分布于卵黄囊，还分出一对尿囊动脉（脐动脉），经体蒂分布于绒毛膜。由卵黄囊发生的静脉汇成一对卵黄静脉和绒毛膜发生的一对尿囊静脉（脐静脉），将卵黄囊及绒毛膜的血液运回心脏。

当胚胎发育到第十二对体节时，两个原始心管合并为一条心管，两条腹主动脉也融合成血岛的分化一个动脉囊。此后，左、右背主动脉在咽的尾端也合并成一条，沿途发出分支，将血液运至胚体各部。这时在胚体前部发生一对前主静脉，收集上半身血液，在胚体后部发生一对后主静脉，收集下半身血液。两侧的前、后主静脉分别汇合成左、右总主静脉，然后注入心脏。

心球的远段为动脉干，呈管状，胚胎第五周时，动脉干内皮下的间充质增厚，沿动脉干的全长形成两个螺旋形的纵嵴，称为动脉干嵴，两嵴的位置相对，平行排列，继之两嵴各朝向对方生长，大约在胚胎第二个月，两个动脉干嵴在中线融合，形成一个螺旋形的隔膜，称为主-肺动脉隔，它把动脉分隔成两个管道，即升主动脉与肺动脉干。由于主-肺动脉隔为螺旋形，致使主动脉与肺动脉的位置呈交叉关系，开始肺动脉在主动脉的前方，然后经过后者的前方，再转到它的左后方。肺动脉干的头端与偏于背侧的第六对弓动脉相连，升主动脉与偏于腹侧的1～5对弓动脉相连。动脉干的尾端，由于主-肺动脉隔的延伸与心球嵴相接，后者组成室间隔，使肺动脉干开口于右心室，升主动脉开口于左心室。动脉干近原心室处，管壁间充质增生，形成局部膨大，突向管腔，变成肺动脉和主动脉心室开口处的各自3个突起，接着在突起的远侧面内陷，构成袋状，成为主动脉和肺动脉的半月瓣。

胚体内最早出现的动脉是左、右原始主动脉，它位于脊索的两侧，其头端分别与左、右心管相连。当胚体形成头褶时，心管的位置转到前肠的腹侧，原始主动脉的头端也随之发生弯曲，因此按位置的不同，可把原始主动脉分为腹主动脉、弓动脉和背主动脉三部分。当左、右心管融合时，左、右腹主动脉的近心端也合二为一，膨大成囊状称为动脉囊。弓动脉是联系同侧半动脉囊和背动脉的弓形血管，6对弓动脉分布在第1～6对鳃弓内。这6对弓动脉由于发生时间先后不同，因此不能同时看到。通常在后2对弓动脉出现时，前2对已退化消失或发生演变。弓动脉从胚胎第四周开始出现，第五至第七周演变完毕。

第1～6对弓动脉与其相连部分的背主动脉经过复杂的演变，构成头、颈和胸部的动脉。其演变情况如下：

1.第1、第2对弓动脉发生最早，也很早退化消失，但与其相连的一段背主动脉不退化。

2.第3对弓动脉上发出颈外动脉芽，以此分弓动脉为近段和远段，近端形成颈总动脉，远段与其相连的背主动脉头侧份形成颈内动脉。第3、第4对弓动脉之间的一段背主动脉消失。

3.第4对弓动脉左、右侧演化不同。左侧第4对弓动脉和动脉囊左半共同形成主动脉弓，左侧背主动脉发出的第7节间动脉形成左锁骨下动脉。右侧第4弓动脉及与其相连的尾侧背主动脉和右侧第7节间动脉共同组成右锁骨下动脉。右侧第7节间动脉起点至左、右背主动脉汇合处之间的一段背主动脉消失。动脉囊右半角发育成头臂干。

4.第5对弓动脉发育不良，很快退化。

5.左、右第6对弓动脉各发出一分支到肺芽，以后第6对弓动脉的近段保留，分别组成左、右肺动脉的近段，与肺动脉干相连。右侧第6弓动脉的远段消失，左侧远段在胎儿时期保留，成为肺动脉与背主动脉之间的一条通道，称为动脉导管。

第6对弓动脉的变迁说明了两侧喉返神经的行程不同。迷走神经的分支供应第6对鳃弓，并在其分布于喉的途中，勾绕第6对弓动脉。在右侧，由于右侧第6弓动脉远侧部和第5弓动脉退化消失，使右喉返神经上移，并勾绕右锁骨下动脉的近侧部（第4弓动脉的演化物）。在左侧，喉返神经勾绕动脉导管（保留的第6弓动脉远侧部）。出生后此血管闭锁，神经乃勾绕动脉带与主动脉弓。

背主动脉在咽部为一对，在咽的尾端合并为一条，称胸主动脉。背主动脉的分支按其走向分为三组：背侧组、外侧组、腹侧组。

主要分布于背侧体壁和脊髓。左右成对，共约30对。它们均走行于体节之间，故又称节间动脉。颈部的节间动脉，左、右各形成一条纵行联合支，称为椎动脉。左、右椎动脉沿脊髓的腹外侧向脑部延伸，在脑桥的腹面正中融合为一条血管，称基底动脉。颈部以下的节间动脉，分出脊髓支以后，沿体壁弯向腹侧，形成肋间动脉和腰动脉，这些在腹侧也形成纵向吻合支，由头端至尾端分别称为乳房内动脉、腹壁上动脉和腹壁下动脉。

供养由中胚层分化的结构，成为肾动脉、肾上腺动脉、膈动脉、睾丸动脉或卵巢动脉。

卵黄动脉最初有许多对，当背主动脉合并为一条胸主动脉时，卵黄动脉也合并为3条动脉：前肠由腹腔干供应，中肠由肠系膜上动脉供应，后肠由肠系膜下动脉供应。

左、右脐动脉将缺氧的血液运至胎盘。起初，左、右脐动脉为左、右背主动脉的腹侧分支。脐动脉发生后不久，与第5腰节间动脉相遇，于是背主动脉与第5腰节间动脉之间的一段脐动脉消失，从此，脐动脉改由第5腰节间动脉发出，途中发出一个分支为髂外动脉。左、右第5腰节间动脉近段后来演变为左、右髂总动脉，保留下来的脐动脉近侧段以后成为髂内动脉和膀胱上动脉。

上肢的动脉是锁骨下动脉的延续。锁骨下动脉进入上肢芽后，除发出一些小分支外，主要延续为腋动脉、肱动脉、尺动脉、桡动脉、掌动脉和指动脉等。上肢的动脉在胚胎第二个月形成。

下肢的动脉来自髂外动脉。入下肢后先后延续为股动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉等。下肢的动脉在胚胎第三个月形成。