เลือดที่เลี้ยงศีรษะส่วนใหญ่มาจากหลอดเลือดแดงคาโรติดทั้งภายนอกและภายใน ซึ่งแตกแขนงโดยตรงจากหลอดเลือดแดงใหญ่ หลอดเลือดแดงกระดูกสันหลังให้หลอดเลือดเลี้ยงก้านสมองและช่วยสร้างส่วนหลังของวงกลมของวิลลิส กระดูกหน้าผาก หลอดเลือดแดงภายในช่วยสร้างส่วนหน้าของวงกลมของวิลลิส หลอดเลือดแดงคาโรติดภายนอกช่วยให้ส่งเนื้อเยื่อตื้นๆ ของศีรษะ รวมทั้งกล้ามเนื้อแสดงสีหน้าและบดเคี้ยว