Нервная система головоногих достигает высокой сложности строения . Ганглии ее велики и образуют общую окологлоточную нервную массу. Лишь на
разрезах можно различить состав этой массы из нескольких ганглиев: ясно
различимы парный церебральный ганглий и большой висцеральный. Что касается
пары педальных ганглиев, то характерно подразделение каждого из них на два
нервных узла: брахиальный, или ганглий щупалец, и инфундибулярный, или
ганглий воронки.
От заднего отдела ганглиозной массы отходят 2 крупных мантийных нерва,
которые образуют на внутренней поверхности мантии, по бокам в передней
части туловища, 2 больших звездчатых ганглия. У более примитивных
Tetrabranchia (Nautilus) центральная нервная система устроена значительно
проще она состоит из трех коротких нервных дуг, одной надглоточной и двух
подглоточных, причем по бокам пищевода все дуги соединяются между собой.
Дуги сплошь усеяны ганглиозными клетками и носят характер нервных тяжей
(как у Amphineura).