胸主动脉瘤的自然病史受多种因素影响，如动脉瘤膨大的速度和破裂倾向。有或无动脉瘤的症状是另一个重要因素，有症状的患者预后比无症状者差，一旦出现新的症状可迅速破裂或死亡。动脉瘤的大小和动脉瘤膨大的速度也是动脉瘤破裂的危险因素。直径>7cm的胸主动脉瘤较直径小的更易破裂。胸主动脉瘤常伴有严重的全身动脉粥样硬化或心血管系统疾病，可明显增加病死率，许多患者在动脉瘤破裂之前就死于动脉粥样硬化的并发症。

长期随访，5年死亡率为50%，10年死亡率为70%，半数死于有关心血管病，三分之一死于动脉瘤破裂。死亡率与动脉瘤的部位无关。若患者高龄，动脉瘤>6cm，伴发高血压或其他心血管疾病，则死亡率增高。