Восходящая часть состоит из аксонов клеток вестибулярных ядер, расположенных в латеральном углу ромбовидной ямки – это вторые нейроны. В преддверных узлах лежат первые нейроны, центральные отростки которых формируют часть VIII пары.
Главный путь - вестибуломозжечковый - волокна его проходят по нижней мозжечковой ножке в кору червя (узелок). Задний продольный пучок направляется к подкорковым центрам зрения, имеет ответвление в мозжечок для координации со зрительным анализатором. Третьи нейроны - грушевидные нейроны мозжечковой коры заканчиваются отростками в зубчатом ядре и ядре шатра, где находятся четвертые нейроны.
Нисходящая часть пути состоит из нейронов ядер шатра и зубчатого, от которых начинаются волокна мозжечково-преддверного пути, проходящие в составе мозжечково-ядерного пути по нижней мозжечковой ножке в латеральное вестибулярное ядро. Из латерального вестибулярного ядра импульс переключается на преддверно-спинномозговой путь в боковых канатиках спинного мозга и на задний продольный пучок.
Из зубчатого ядра начинаются также денто-рубральный и денто-таламический пути. Оба они устанавливают связи с экстрапирамидной системой.
Вестибулярные импульсы в кору большого мозга приходят через мозжечок по денто-таламическому и таламо-кортикальному путям, попадая в верхнюю и среднюю височные извилины, в нижнюю часть постцентральной извилины.