Левый желудочек (ventriculus sinister) имеет полость в виде канала, узкого на верхушке и расширенного у основания сердца. Внешняя граница левого желудочка проходит у основания сердца по венечной борозде, спереди и сзади по продольной межжелудочковой борозде. Желудочек сообщается с предсердием предсердно-желудочковым отверстием (ostium atrioventriculare sinistrum), где имеется митральный клапан (valva atrioventricularis sinistra), состоящий из двух створок: передней и задней. Соответственно створкам клапана на внутренней поверхности желудочка находятся сосочковые мышцы. От верхушки сосочковых мышц отходят chordae tendineae, которые прикрепляются к свободному краю створок. Сухожильные нити удерживают створки в полости левого желудочка в период его систолы. Артериальный конус левого желудочка лежит позади правого артериального конуса и с помощью ostium aortae переходит в начальный отдел аорты. В этом месте формируется полулунный клапан аорты (valva aortae), состоящий из трех полулунных створок: правой, задней и левой. На свободном крае в центральной части каждой створки имеется узелок, выполняющий ту же функцию, что и в клапане легочного ствола. Каждая из полулунных створок ограничивает пазуху (sinus aortae).
Правая и левая венечные артерии начинаются от аорты в области правой и левой ее пазух.
Мышечный слой стенки левого желудочка толще в 2,5 раза, чем стенка правого желудочка, и равняется 8—10 мм. Под эндокардом имеются хорошо развитые трабекулы, которые исчезают в верхней части аортального конуса.