多數顱內動脈瘤由于早期的血流沖擊和血壓波動，破壞內彈力膜，導致動脈外壁膨出形成動脈瘤，是逐漸增大的過程，血流達到一定速度時，將造成血管壁的破裂，通過反復的出血與愈合，最終達到相對平衡的狀態。部分動脈瘤發展至一定程度，可直接破裂導致出血。此外，部分顱內動脈瘤為結締組織的病變，可迅速成為巨型動脈瘤，通常導致血栓形成，破裂幾率較小。