Der Circulus arteriosus (cerebri) (lateinisch Arterienring (des Hirns)) ist ein arterieller Gefäßring bei Säugetieren und zählt zu den extrazerebralen Anastomosen des Gehirns. Beim Menschen wird er durch drei Gefäße mit Blut versorgt und liegt dem Mittelhirn an der Gehirnbasis um den Hypophysenstiel und der Sehnervenkreuzung von anterokaudal (vorn und unten) an. Die Vorstellung eines Ringes, durch den Blut zirkuliert, ist im Regelfall nicht zutreffend. Vielmehr ist bei den meisten gesunden Menschen davon auszugehen, dass die drei hirnversorgenden Gefäße sich in Endäste aufspalten, die miteinander verbunden sind. Diese Verbindung ist meist nicht so stark ausgeprägt, dass ein plötzlicher, totaler Verschluss eines dieser Gefäße vor dem Ring durch die anderen Gefäße kompensiert werden kann. Bei chronischer Stenosierung verstärken sich jedoch die Anastomosen, so dass im Extremfall ein einziges speisendes Gefäß ausreicht, um die Blutversorgung des gesamten Gehirns zu gewährleisten.
Dieser Arterienring wird nach dem englischen Anatomen Thomas Willis auch als Circulus (arteriosus) Willisi (oder Willisii) bezeichnet.