Srce je prvi funkcionalan organ zametka. Počinje da kuca već oko 21. do 24. dana razvoja. Ova žurba nije slučajna: rastući zametak vrlo brzo prevazilazi mogućnosti proste difuzije kiseonika i hranljivih materija, pa mu je funkcionalan sistem cirkulacije potreban prije bilo kog drugog organa.

Kardiogeno polje i primitivna cijev srca. Srce nastaje iz kardiogenog polja (cardiogenic field, u dijelu literature nazvanog i kardiogeno područje sa kardiogenim tračcima, cardiogenic area/cords), potkovičasto oblikovane grupe mezodermalnih ćelija u prednjem dijelu zametka. Unutar ovog polja se prvo formira par endokardijalnih cijevi (endocardial tubes), čije ćelije nastaju istim mehanizmom kao i kod ostatka krvožilnog sistema, opisanim niže u dijelu o razvoju krvnih sudova. Tokom treće i četvrte nedjelje razvoja ove dvije cijevi se pomjeraju jedna ka drugoj i spajaju u jednu, jedinstvenu, prostu cijev srca (primitive heart tube). Cijev je od tog trenutka sposobna da pumpa: oko endokardijalne obloge se prvo formira sloj rastresitog vezivnog tkiva (cardiac jelly), a zatim spolja i sloj miokarda, nakon čega srce počinje da kuca, oko 21. do 24. dana razvoja.

Kardijalna petlja (cardiac looping). Cijev srca ubrzo po spajanju počinje da se savija unutar perikardijalne duplje u koju je smještena. Kranijalni dio cijevi se savija ventralno, kaudalno i udesno, dok se kaudalni dio pomjera dorzalno, kranijalno i ulijevo. Rezultat je karakteristično zavijena cijev u obliku slova S (otuda naziv kardijalna petlja, cardiac looping), proces koji počinje oko 23. dana i završava se do 28. dana razvoja. Savijanje nije kozmetička promjena oblika: njime se prvi put uspostavlja prostorni raspored budućih srčanih komora, u rasporedu koji približno odgovara konačnom izgledu zrelog srca.

Septacija: od cijevi do četvorodijelnog srca. Cijev sa jednom, jedinstvenom šupljinom se dalje pregrađuje (septacija) na oba kraja i iznutra, sve dok ne postane organ sa četiri odvojene komore i dva odvojena velika izlazna suda. Na venskom, ulaznom kraju cijevi, sinus venosus se postepeno ugrađuje u zid desne pretkomore: njegov desni rog postaje sinus venarum, glatkozidni dio desne pretkomore, i upravo na tom mjestu nastaje sinoatrijalni čvor, prirodni pejsmejker zrelog srca. Iznutra, pregrađivanje počinje u trećoj nedjelji formiranjem atrioventrikularne pregrade (septum atrioventriculare): u zajedničkom atrioventrikularnom kanalu se sreću i spajaju endokardijalna jastučeta (endocardial cushions), koja dijele kanal na buduće lijevo i desno atrioventrikularno ušće i doprinose formiranju zalistaka. Interatrijalna pregrada (septum interatriale) nastaje u dva sloja koji rastu jedan preko drugog, septum primum i septum secundum, čijim se djelimičnim preklapanjem stvara otvor foramen ovale (opisan niže, u dijelu o fetalnoj cirkulaciji). Interventrikularna pregrada (septum interventriculare) nastaje kada zidovi dvije primitivne komore rastu ka sredini i na kraju se spajaju u mišićnu pregradu, dok se preostali, gornji dio pregrade zatvara vezivnim i mišićnim tkivom koje dolazi od susjednih struktura oko srčanog izlaznog trakta. Na arterijskom, izlaznom kraju cijevi, unutar zajedničkog truncus arteriosusa se tokom pete nedjelje formiraju izbočine koje rotiraju jedna oko druge i spajaju se u aortikopulmonalnu pregradu, dijeleći jedinstven izlazni sud na dva odvojena kanala, budući luk aorte i plućni trunkus. Najveći dio ovih pregrada je formiran do sredine šeste nedjelje razvoja. Zrela mikroskopska građa srčanog zida je detaljno opisana na stranici Histologija srca.

Fetalna cirkulacija. Pluća fetusa tokom cijele trudnoće nisu funkcionalna: ispunjena su tečnošću, ne razmjenjuju gasove i pružaju visok otpor proticanju krvi. Umjesto pluća, ulogu razmjene kiseonika, ugljen-dioksida i hranljivih materija preuzima posteljica (placenta), preko pupčane vrpce. Da bi krv mogla da zaobiđe organe koji tokom fetalnog života rade sa smanjenim opterećenjem ili uopšte ne rade svojom punom funkcijom, pluća i jetru, fetalna cirkulacija ima tri privremena premoštenja (šanta):

Foramen ovale, otvor unutar interatrijalne pregrade koji spaja desnu i lijevu pretkomoru i tako omogućava krvi da zaobiđe desnu komoru i plućnu cirkulaciju.

Ductus arteriosus, kratak krvni sud koji spaja plućnu arteriju direktno sa aortom i na taj način dodatno zaobilazi plućnu cirkulaciju.

Ductus venosus, krvni sud koji spaja pupčanu venu (koja od posteljice nosi krv bogatu kiseonikom) direktno sa donjom šupljom venom, zaobilazeći najveći dio jetrine cirkulacije.

Sva tri premoštenja se zatvaraju u periodu neposredno poslije rođenja, kada pluća preuzmu disanje i posteljica se odvoji od cirkulacije. Ductus arteriosus se steže gotovo odmah po rođenju usled porasta koncentracije kiseonika u krvi, foramen ovale se funkcionalno zatvara promjenom odnosa pritisaka između pretkomora, a ductus venosus se, pošto prestane protok kroz pupčanu venu, postepeno zatvara tokom prvih mjeseci poslije rođenja. Na mjestu svakog od njih ostaje trajan anatomski trag: foramen ovale postaje fossa ovalis, udubljenje u interatrijalnoj pregradi; ductus arteriosus postaje ligamentum arteriosum; ductus venosus postaje ligamentum venosum.

Razvoj krvnih sudova. Krvni sudovi opšte nastaju preko dva mehanizma koja se nadovezuju jedan na drugi, često se preklapajući u vremenu tokom daljeg razvoja. Vaskulogeneza (vasculogenesis) je stvaranje krvnih sudova de novo: mezodermalne ćelije se diferenciraju u angioblaste, koji se organizuju u endotelnu oblogu i formiraju primarnu mrežu krvnih sudova. Angiogeneza (angiogenesis), s druge strane, jeste pupljenje novih sudova iz već postojećih, proces koji nastavlja da oblikuje i proširuje krvožilni sistem tokom cijelog kasnijeg razvoja. Zrela mikroskopska građa arterija, vena i kapilara je opisana na stranici Histologija krvnih sudova.