腦血栓患者發病前曾有肢體發麻，運動不靈、言語不清、眩暈、視物模糊等征象。常于睡眠中或晨起發病，患肢活動無力或不能活動，說話含混不清或失語，喝水發嗆。多數病人意識消除或輕度障礙。面神經及舌下神經麻痹，眼球震顫，肌張力和腹反射減弱或增強，病理反射陽性，腹壁及提睪反射減弱或消失。
腦血栓輕微者表現為一側肢體活動不靈活、感覺遲鈍、失誤，嚴重者可出現昏迷、大小便失禁甚至死亡。但由于發生的部位不一樣，腦血栓的癥狀也不一樣。
1、頸內動脈系統
(1)頸內動脈系統：即病變發生在頸內動脈時，腦血栓的癥狀在臨床上表現為“三偏癥”即偏癱、偏身感覺障礙、偏盲。同時有可能伴有精神癥狀，主側半病變尚有不同程度的失語、失用和失認，還出現特征性的病側眼失明伴對側偏癱稱黑蒙交叉性麻痹，動眼神經麻痹，和視網膜動脈壓下降。
(2)大腦前動脈：這也是腦血栓的癥狀。由于前交通動脈提供側支循環，近端阻塞時可無癥狀;周圍支受累時，常侵犯額葉內側面，常出現下肢癱瘓，并可伴有下肢的皮質性感覺障礙及排尿障礙;深穿支阻塞，影響內囊前支，常出現對介中樞性面舌癱及上肢輕癱。雙側大腦前動脈閉塞時可出現精神癥狀伴有雙側癱瘓。
(3)大腦中動脈：主干閉塞時有三偏征，主側半球病變時尚有失語。這種部位血栓最為常見。
2、椎一基底動脈系統
(1)小腦前下動脈：當病變出現在這個部位時，腦血栓的癥狀為眩暈、眼球震顫，兩眼球向病灶對側凝視，病灶側耳鳴、耳聾，Horner征及小腦性共濟失調，病灶側面部和對側肢體感覺減退或消失。
(2)旁正中央動脈：這個部位的血栓比較少見。
(3)小腦后下動脈綜合征：引起延髓背外側部梗塞，出現眩暈、眼球震顫，病灶側舌咽、迷走神經麻痹，小腦性共濟失調及Hroner征，病灶側面部對側軀體、肢體感覺減退或消失。