短暂性脑缺血发作的临床表现多样，一般症状持续时间较短，通常在数分钟至数小时，最长不超过24小时。
神经系统症状表现
单肢无力或麻木：患者可能出现一侧上肢或下肢突然无力，拿东西不稳，或者有麻木的感觉，就像手脚被压迫后那种麻麻的感觉，但持续时间较短，一般几分钟就能缓解。言语不清：表现为说话不流利，或者吐字不清，别人可能不太容易听懂患者表达的内容，不过经过休息后能恢复正常。
眼部相关表现
视力模糊：会出现一侧眼睛视物模糊，好像有东西遮挡一样，看东西不清楚，但这种情况不会持续很久，很快能恢复。复视：也就是看东西重影，一只眼睛看东西时，感觉有两个影像重叠在一起，这也是短暂性脑缺血发作可能出现的眼部症状之一。
头晕与平衡障碍
头晕：患者会感觉自身或周围环境在旋转，或者有头重脚轻的感觉，这种头晕可能突然发生，持续一段时间后缓解。平衡障碍：表现为行走时不稳，容易摔倒，尤其是在行走过程中感觉难以保持身体平衡，不过经过休息调整后能有所改善。
其他少见表现
意识障碍：少数患者可能出现短暂的意识模糊，但一般程度比较轻，很快能恢复清醒。精神症状：个别人可能会出现短暂的情绪改变，比如烦躁不安或者短暂的记忆力减退等，但这些症状往往也是短暂的，随着脑缺血发作的缓解而消失。