先天性腦動(dòng)脈瘤好發(fā)于腦底動(dòng)脈環(huán)分叉處及其主要分支約85%的先天性動(dòng)脈瘤位于Willis動(dòng)脈環(huán)前半環(huán)頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)即頸內(nèi)動(dòng)脈顱內(nèi)段大腦前動(dòng)脈、前交通動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、后交通動(dòng)脈的后半部。其中以頸內(nèi)動(dòng)脈的虹吸部發(fā)生最多。大腦前動(dòng)脈及前交通動(dòng)脈次之，大腦中動(dòng)脈再次之。左右兩側(cè)半球發(fā)病率相近，右側(cè)稍多于左側(cè)。

動(dòng)脈瘤發(fā)生后常常進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)動(dòng)脈瘤擴(kuò)大。高血壓是導(dǎo)致動(dòng)脈瘤逐漸擴(kuò)大的一個(gè)重要后天因素動(dòng)脈瘤腔與瘤頸的大小動(dòng)脈瘤體擴(kuò)展的方向等都與動(dòng)脈瘤的擴(kuò)大有一定的關(guān)系。動(dòng)脈瘤形成后由于瘤腔內(nèi)壓和血流呈湍流狀態(tài)的作用，使瘤壁發(fā)生損傷，導(dǎo)致瘤腔擴(kuò)大和增厚而使動(dòng)脈瘤擴(kuò)大，亦可形成瘤腔內(nèi)附壁血栓，瘤壁擴(kuò)張動(dòng)脈瘤擴(kuò)大。動(dòng)脈瘤破裂后，動(dòng)脈瘤周圍很快形成一個(gè)纖維蛋白保護(hù)膜，此膜在3周后逐漸增厚，并且有毛細(xì)血管增生，形成新的瘤壁，而新生毛細(xì)血管亦可破裂出血，出血限于壁內(nèi)或壁外，使瘤壁增厚或形成新的瘤壁，動(dòng)脈瘤逐漸擴(kuò)大這一過程亦被認(rèn)為是巨大動(dòng)脈瘤形成的一種新機(jī)制。

動(dòng)脈瘤的破裂實(shí)際是只有瘤壁的滲血，在破裂出血的病例中，開顱直接探查時(shí)常見顱內(nèi)雖有出血，但動(dòng)脈瘤仍保持完整，并無肉眼可見的動(dòng)脈瘤壁穿孔。這種破裂與想像中的動(dòng)脈瘤爆裂（如術(shù)中動(dòng)脈瘤破裂）是不同的，這種情況下往往出血十分洶涌病人常在幾分鐘之內(nèi)陷入昏迷，因腦干受損而迅速死亡。出血導(dǎo)致的顱內(nèi)壓增高以及腦血管痙攣雖然可作為一種對抗力量來制止動(dòng)脈瘤破口處的出血但是，這又可因腦灌注壓的不足而引起腦的缺血性損害。動(dòng)脈瘤的破裂往往是由于動(dòng)脈血管壁的壞死、玻璃樣變化、鈣化及動(dòng)脈瘤內(nèi)的血流渦流等引起。在顯微鏡下可見出血?jiǎng)用}壁的內(nèi)膜有小塊壞死區(qū)，這種壞死的原因可能是動(dòng)脈壁上的供血不足，這種壞死多引起滲血，并非動(dòng)脈穿孔出血，有時(shí)亦為壁內(nèi)出血以及壁內(nèi)炎性細(xì)胞及纖維素浸潤，導(dǎo)致破裂血液的沖擊使動(dòng)脈瘤內(nèi)膜出現(xiàn)小的破損，血液進(jìn)入破損處滲入瘤壁的夾層，形成瘤壁的分裂過程，最后導(dǎo)致瘤壁滲血。另外，高血壓可增加動(dòng)脈瘤瘤腔內(nèi)的張力和瘤壁的負(fù)荷，加速瘤壁的動(dòng)脈硬化，增加破裂的可能上述變化在動(dòng)脈瘤的頂部最明顯有人統(tǒng)計(jì)約83%破裂的動(dòng)脈瘤在囊的頂部

憂慮、緊張、激動(dòng)、血壓突然升高大小便、用力、妊娠晚期、分娩、體力勞動(dòng)、性生活等僅是動(dòng)脈瘤破裂的誘發(fā)因素。很多病人在出血前即有陣發(fā)性頭痛、眼肌麻痹、復(fù)視、頭昏、頸痛等先驅(qū)癥狀，說明動(dòng)脈瘤在破裂之前，動(dòng)脈瘤壁已有病理改變，在誘因存在的情況下，已發(fā)生分裂的動(dòng)脈瘤壁出現(xiàn)破裂腦動(dòng)脈瘤病人在做下俯動(dòng)作和用力大便時(shí)可使動(dòng)脈瘤腔內(nèi)壓力突然增加，而導(dǎo)致破裂，在更多的情況下，出血是在沒有明顯誘因時(shí)突然發(fā)生的。

動(dòng)脈瘤破裂出血后出血處由血凝塊凝固以及血管痙攣收縮而達(dá)到止血的目的，加之腦脊液的促進(jìn)作用，破裂處停止出血。在出血后1～2周，纖溶現(xiàn)象亢進(jìn)，使破裂處纖維網(wǎng)脆弱、血凝塊液化由于此時(shí)動(dòng)脈壁破裂口的纖維化尚不牢固故容易發(fā)生再出血。另外顱內(nèi)壓對動(dòng)脈瘤再破裂也有一定影響。當(dāng)顱內(nèi)壓低于3.8kPa時(shí)，新近出血的動(dòng)脈瘤容易再次發(fā)生破裂出血。