La partie médiale de chaque vésicule mésonéphrotique s'agrandit. Sa paroi s'invagine pour former une structure à deux feuillets, la capsule glomérulaire. On assiste à l'intérieur de cette capsule à la formation in situ de capillaires sanguins à partir du mésenchyme local. Ces capillaires se connectent aux aortes dorsales grâce à la formation d'artérioles afférentes. Les vaisseaux efférents ont les caractéristiques structurelles d'une veinule ; ils se jettent dans la veine post-cardinale. Les capillaires forment une touffe (glomérule). La capsule glomérulaire et le glomérule portent ensemble le nom de corpuscule mésonéphrotique (corpuscule rénal).
La partie latérale de la vésicule mésonéphrotique s'allonge en tube (tubule mésonéphrotique ou sécrétoire) et forme peu de temps après une boucle en S. Ceci est le schéma de base pour la formation d'unités excrétoires ou néphrons qui sont constitués du corpuscule mésonéphrotique et du tubule mésonéphrotique.
La formation et la dégénérescence du mésonéphros suivent un gradient crânio-caudal. Au début de la période fœtale, il n'y a plus que quelques tubules excrétoires encore intacts. Au 2ème mois, le mésonéphros peut excréter de l'urine. Avec la dégénérescence, il perd également sa fonction excrétrice qui est alors reprise peu à peu par le métanéphros à partir de la 8ème semaine.