当颅内血管破裂，血液流入蛛网膜下腔，称之为蛛网膜下腔出血。蛛网膜下腔出血可分为外伤性和自发性两种情况。外伤性蛛网膜下腔出血并不会直接导致患者死亡，其死亡原因往往是由于严重的脑挫裂伤或脑实质的出血，引发脑疝而形成。自发性蛛网膜下腔出血多是由于颅内动脉瘤和动静脉畸形的薄弱血管破裂，血液流入蛛网膜下腔，引发脑疝而导致死亡。初次发生蛛网膜下腔出血患者的死亡率约为30%。当血液流入蛛网膜下腔，使颅内容积增加；血液崩解后释放各种炎症物质，导致化学性脑膜炎而使颅内压增高；血液阻塞了脑脊液回流，引发急性梗阻性脑积水。以上原因都可以导致颅内压升高，引起脑疝而导致患者死亡。如蛛网膜下腔出血患者在2周内发生再出血，其死亡率还可以增加1倍。