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