创伤性脑梗死的发病机制与动脉内膜损伤和血管痉挛有关。当头部创伤时，头部和颈部突然伸展，导致颈部血管拉伸，使血管壁挫伤或内膜损伤，一方面直接形成创伤性血栓形成；另一方面，可反射性引起血管痉挛。血管痉挛本身为血栓形成提供了可能性。同时，由于血管损伤、痉挛或缺血变化，损伤的血管壁可以成为延缓血栓形成的部分。血栓扩大或血栓形成脱落，栓塞基底动脉或脑后动脉，导致脑梗死。此外，创伤性脑梗死也可能与夹层动脉瘤的形成有关。在脑血管内层和中层之间，由于创伤损伤，血流冲击，导致内膜和中层分离，形成夹层动脉瘤，血管腔进行性狭窄，最终导致血管闭塞。
