一般来说，全脑放疗的过程中及其结束后的较短时间（一般是1-2周）内，会出现头疼、头晕、恶心、呕吐、疲乏、嗜睡、末梢血白细胞或血小板下降、脱发、中耳炎表现等急性副作用，这与肿瘤以及放射线造成的急性脑水肿、急性放射性损伤有关。晚期的后遗症一般有记忆力减退、定向力障碍、精细动作障碍、情绪或性格改变，与放疗引起的海马损伤有关。也会有听力障碍，与内耳损伤有关。现在已经注意到对这些重要结构的保护，放疗后遗症已大大减轻。