Quatrième semaine (stade 8-10; env. 23-28 jours)

C'est au cours de la 4e semaine que les modifications morphologiques externes les plus marquantes apparaissent, donnant à l'embryon initialement encore plat, sa structure de base caractéristique des vertébrés, ceci notamment en raison de la plicature de l'embryon, de la différenciation des somites et du développement important du système nerveux.

Au cours de cette semaine l'embryon mesure entre 1.5 et 3.5 mm. Il est initialement presque droit et présente sur sa face dorsale l'empreinte des 4 à 12 premiers somites.
Dans le même temps le processus de neurulation transforme la plaque neurale en un cylindre creux encore largement ouvert aux deux extrémités rostrale et caudale.

Autour du 28e jour, simultanément à la progression de la délimitation et au développement des somites, les deux premiers arcs branchiaux apparaissent.
Le premier arc, appelé l'arc mandibulaire, se divise en un bourgeon maxillaire et un bourgeon mandibulaire.
Le deuxième arc est l'arc hyoïdien.
Le coeur est reconnaissable sous la forme d'un renflement et commence à battre autour du 21e jour.
Les plicatures cervicales et caudales donneront progressivement à l'embryon sa forme caractéristique en C.