Avant que la circulation sanguine ne commence, des vaisseaux endothéliaux apparaissent de deux manières : premièrement, par formation angioblastique des vaisseaux (ou vasculogenèse), où les nouveaux vaisseaux naissent sur place (par exemple l'ébauche endothéliale du cœur, les aortes dorsales, les vaisseaux ombilicaux et les vaisseaux omphalomésentériques précoces), deuxièmement par formation angiotrophique des vaisseaux (ou angiogenèse), où les vaisseaux se forment à partir de l'endothélium de vaisseaux existants, et ce par bourgeonnement ou par ramification.
Les vaisseaux plus gros se développent généralement à partir d'un réseau de capillaires. Plus tard, les tubules endothéliaux sont recouverts de tissu conjonctif et de cellules musculaires lisses, donnant ainsi naissance aux artères et aux veines. Le type de formation dépend tant des facteurs locaux que des facteurs hémodynamiques.