Unaczynienie tętnicze jelita grubego pochodzi od tętnicy krezkowej górnej, tętnicy krezkowej dolnej, tętnicy biodrowej wewnętrznej i jej odgałęzienia: tętnicy sromowej wewnętrznej oraz końcowej gałęzi aorty - tętnicy krzyżowej pośrodkowej. Pomiędzy naczyniami jelita grubego występują liczne zespolenia. Końcową gałęzią tętnicy krezkowej górnej jest tętnica krętniczo-okrężnicza,która przebiega w krezce jelita cienkiego w kierunku kątnicy. Tętnica okrężnicza prawa unaczynia prawą połowę okrężnicy tworzy zespolenia z tętnicą krętniczo-okrężniczą oraz prawą gałęzią tętnicy okrężniczej środkowej. Lewa gałąź tętnicy środkowej okrężnicy zespala się z gałęzią wstępującą lewej tętnicy okrężniczej, stanowiącej wraz z tętnicami esiczymi odgałęzienia tętnicy krezkowej dolnej, która dostarcza krew tętniczą do lewej połowy okrężnicy. Tętnica brzeżna Drummonda biegnie wzdłuż całej okrężnicy, jest utworzona przez naczynia tętnicze i ich zespolenia. Stanowi połączenie pomiędzy tętnicą krezkową górna i dolną. Unaczynienie tętnicze odbytnicy i odbytu pochodzi z różnych źródeł. Tętnica odbytnicza górna jest końcową gałęzią tętnicy krezkowej dolnej. Tętnice odbytnicze środkowa i dolna pochodzą z zakresu unaczynienia tętnicy biodrowej wewnętrznej lub jej końcowego gałęzi tętnicy sromowej wewnętrznej.
Żyły jelita grubego towarzyszą jednoimiennym tętnicom i odprowadzają krew do dorzecza żyły wrotnej, jedynie żyły dolnego odcinka odbytnicy prowadzą krew do żyły głównej dolnej. Żyła krezkowa górna za głową trzustki łączy się z żyłą śledzionową tworząc żyłę wrotną. Za pośrednictwem swych gałęzi doprowadzających zbiera ona krew z prawej połowy okrężnicy. Żyła krezkowa dolna odprowadza krew z lewej połowy okrężnicy, odbytnicy oraz górnej części kanału odbytu. Żyła ta poza głową trzustki łączy się z żyłą śledzionową.
Krew żylna z okolicy anorektalnej odpływa do krążenia wrotnego pojedynczą żyłą odbytniczą górną oraz do krążenia systemowego drogą żył odbytniczych środkowych i dolnych. Żyły odbytnicze biorą swój początek w splotach tętniczo-żylnych odbytu. Splot żylny zewnętrzny jest położony wokół kanału odbytu poniżej linii zębatej. Splot żylny wewnętrzny jest położony w przestrzeni podśluzówkowej i znajduje się ponad linią zębatą. Żyły splotu wewnętrznego wytwarzają bańkowate uwypuklenia - kłębki żylne, znajdujące się u podstawy kolumn Morganiego oraz łączą się za pośrednictwem drobnych gałązek z żyłami splotu zewnętrznego. Dolna część odbytnicy jest otoczona naczyniami żylnymi splotu okołoodbytniczego. Naczynia żylne splotów: wewnętrznego i zewnętrznego są źródłem powstawania guzków krwawniczych, ponadto stanowią zespolenie między układem żyły wrotnej oraz żyły głównej dolnej.