突发脑溢血最常见的病因是由高血压合并细小动脉硬化所引起。
脑内动脉壁薄弱，中层肌细胞和外膜结缔组织较少，而且无外弹力层，长期高血压使脑细小动脉发生玻璃样变以及纤维素性坏死，管壁弹性减弱，血压骤然升高时血管容易破裂出血，在血流的冲击下，血管壁病变也会导致微小动脉瘤的形成。
当血压剧烈波动时，微小动脉瘤破裂，可导致脑出血。高血压脑出血的发病部位以基底节区最为多见，主要是因为供应此处的豆纹动脉从大脑中动脉呈直角发出，在原有血管病变的基础上，受到压力较高的血流冲击后，容易导致血管破裂。