Нерв жүйесі жұп жұтқыншақ үсті немесе ми ганглиясынан, жұтқыншақ асты ганглиясынан, жұтқыншақ маңындағы сақина -коннективадан және құрсақ нерв тізбегінен құралған. Жұтқыншақ асты ганглиясы құрсақ нерв тізбегінің бірінші нерв түйіні. Құрсақ тізбегі - метамерлі орналасқан нерв ганглияларынан тұрады.
Полихеттердің төменгі сатыдағы түрлерінің құрсағында екі нерв бағанасы болады, олардың ганглиялары - бір-бірімен көлденең комиссурамен жалғасып сатылы нерв тізбегін құрайды (Dinophilus туысында), ал жоғарғы сатыдағыларда екі нерв бағаналары, сонымен қатар ганглиялары бір-бірімен қосылып, тұтас құрсақ нерв тізбегіне айналған. Ганглиялар коннектива арқылы жалғасады. Екі сегментте жатқан ганглияларды жалғастыратын көлденең сала -коннектива, бір сегменттегі екі ганглияны жалғастыратын - комиссура.
Нервтер орталық нерв жүйесінен тарайды. Миы антенналарды (мұртшаларды), пальпаларды, көздерін нервтендірсе, құрсақ бөліміндегі әрбір ганглиялар өз сегментіне сай келетін мүшелерді нервтендіреді.
Еркін тіршілік ететін түрлерінде сезім мүшелері жақсы жетілген. Эпителиальды сезгіш клеткаларынан басқа, терісінде арнайы иіс және химиялық әсерді сезу мүшелері бар. Бұл қызметті атқаратын простомиумда орналасқан антенналар, пальпалар, талшықтар, кірпікшелі шұңқырлар және параподиядағы мұртшалар (цирралар). Тепе-теңдікті сезетін статоцисталар өте аз.
Простомиумның арқа жағыңда, миының үстінде көру қызметін атқаратын 2 немесе 4 көздері бар, олар эпителий клеткаларымен астарланған көз ұяшығында орналасады. Эпителий қабаты тор қабықтың (сетчатканың) қызметін атқарады. Ол екі түрлі клеткалардан тұрады. Оның бір түрі жарық сезу клеткалары немесе ретинальды клеткалар. Олар бір жағынан жарық сезу таяқшасына айналса, екінші жағынан нерв жүйесімен жалғасады.
Alciopidae тұқымдасының көздері күрделіленіп, тері қабатынан бөлектеніп, тұйық көз көпіршігіне айналған. Оның мөлдір қабығы, тор қабығы, шыны тәрізді дене және көз жанары болады. Төменгі сатыдағы полихеттердің көздері түбінде көру клеткалары бар пигменттік бокал сияқты турбелляриялардың көздеріне ұқсас инверттелген.