脑动脉硬化发展缓慢、隐蔽，患者早期通常无特殊症状，但会表现为失眠、易激怒、类似神经衰弱的症状；此外也可能出现头痛、头晕、耳鸣等症状。随着病情进展，患者大脑长期缺血、缺氧，会引起神经细胞退行性变化，可导致脑萎缩，患者可能有动脉硬化性痴呆的表现，甚至有烦躁、抑郁、错觉或妄想等精神症状。如果病变累及两侧皮质脑干束，患者还会出现饮水发呛、吞咽困难、声音嘶哑、肢体活动笨拙等情况。严重者会发生脑卒中。

脑动脉硬化的患者因脑动脉有不同程度的狭窄或闭塞，因此易发生缺血性卒中，有致残、致死风险。