ウィリス動脈輪は血流を維持する生命線である反面、物理的な弱点を抱えています。血管が環状に交差し、鋭角に分岐する構造上、血流による摩擦力（血行動態ストレス）が分岐部に集中しやすく、未破裂脳動脈瘤が発生しやすい環境にあるためです。
脳動脈瘤全体の約80〜90％がウィリス動脈輪周辺に発生します。臨床および試験対策で不可欠となる脳動脈瘤の好発部位トップ3は以下の通りです。
1. 前交通動脈（Acom動脈瘤）：約30％
左右の前大脳動脈が合流する結節点で、強い血流ジェットが衝突するため最多の好発部位となります。
2. 内頸動脈-後交通動脈分岐部（IC-PC動脈瘤）：約25％
内頸動脈から後交通動脈が分岐する角に発生します。この直近には動眼神経（第III脳神経）が走行しているため、動脈瘤が急速に増大すると神経を圧迫し、「片側の眼瞼下垂」「瞳孔不同（散大）」「複視」といった動眼神経麻痺を引き起こす特徴があります。
3. 中大脳動脈分岐部（MCA動脈瘤）：約20％
動脈輪の外側へ向かった中大脳動脈の主幹部がM1からM2へ分岐する部位に多発します。
これらの動脈瘤が限界を超えて破裂すると、脳表を包むくも膜下腔に血液が急速に広がり、くも膜下出血（SAH）を引き起こします。「バットで殴られたような突然の激しい頭痛」や意識障害を特徴とし、救命には開頭動脈瘤クリッピング術や血管内治療（コイル塞栓術）による迅速な再破裂予防処置が求められます。
