Unaczynia konary mózgu, pokrywę śródmózgowia, szyszynkę, wzgórze oraz sploty naczyniówkowe komory trzeciej i komór bocznych. gałąź naczyniówkowa tylna boczna – zaopatruje sploty naczyniówkowe komory trzeciej i bocznej oraz częściowo wzgórze oraz jądro ogoniaste. gałęzie środkowe – dzieli się je na dwie grupy naczyń: grupę przyśrodkową i boczną. grupa przyśrodkowa – są to tętnice odchodzące z początkowego odcinka tętnicy tylnej mózgu, wnikają do mózgowia poprzez istotę dziurkowaną tylną. Zakres unaczynienia obejmuje konary mózgu, niskowzgórze, podwzgórze. Największe odgałęzienia – tętnice wzgórzowo-dziurkowane dochodzą do wzgórza. grupa boczna – jest to kilka tętnic (od 1 do 6) kolankowo-wzgórzowych. Do międzymózgowia wnikają między ciałami kolankowatymi, unaczyniają tylną część wzgórza oraz część torebki wewnętrznej. gałęzie korowe – są to gałęzie unaczyniające korę oraz istotę białą. Wyróżnia się gałęzie skroniowe i potyliczne. gałęzie skroniowe – są to dwa lub trzy naczynia biegnące na dolnej powierzchni płata skroniowego. gałęzie potyliczne – w płacie potylicznym tętnica tylna mózgu oddaje dwa końcowe odgałęzienia: tętnicę ostrogową, biegnącą w bruździe ostrogowej, oraz tętnicę ciemieniowo-potyliczną biegnącą w bruździe ciemieniowo-potylicznej.