Le tube neural conserve sa forme originale dans le mésencéphale. Le toit y est semblable à celui de la moelle épinière. Dans la lame fondamentale, ce ne sont plus les colonnes de noyaux qui dominent, mais le noyau rouge et la substance noire ; dans la lame alaire, c'est le tectum (collicules supérieurs et inférieurs) avec les couches qui se différencient en son sein. Le ventricule se rétrécit et devient l'aqueduc du mésencéphale.