Кровоснабжение мочевого пузыря происходит из системы внутренней подвздошной артерии. Его верхняя часть снабжается верхними мочепузырными артериями, отходящими либо от передней ветви основного ствола внутренней подвздошной артерии, либо от пупочной артерии. К дну мочевого пузыря и нижней части тела подходят нижние мочепузырные артерии, отходящие от внутренней подвздошной артерии. Дополнительными источниками кровоснабжения дна мочевого пузыря нередко являются ветви средней прямокишечной артерии.
Венозный отток идет в мочепузырное сплетение (plexus venosus vesicalis), которое имеет многочисленные связи с предстательным и прямокишечным сплетениями. Из мочепузырного сплетения венозная кровь оттекает по верхним и нижним мочепузырным венам, а также в средние прямокишечные вены, из которых поступает во внутреннюю подвздошную вену и через общую подвздошную в нижнюю полую вену.
Лимфоотток от мочевого пузыря совершается в подвздошные и подчревные лимфатические узлы, узел в области бифуркации общей подвздошной артерии и далее в поясничные лимфатические узлы. От шейки пузыря часть сосудов направляется в околоаортальные лимфатические узлы, а также узлы, находящиеся у мыса крестца. Лимфатические сосуды мочевого пузыря имеют многочисленные связи с лимфатическими сосудами других органов таза.
Иннервация мочевого пузыря осуществляется за счет симпатических и парасимпатических нервных волокон, образующих в боковых отделах дна мочепузырные сплетения. В формировании сплетений принимают участие ветви правого и левого нижних подчревных сплетений и II–IV крестцовые спинномозговые нервы, от которых идут nn. splanchnici pelvini, содержащие парасимпатические волокна. (См. раздел «Вегетативная нервная система»).