蛛网膜下腔出血主要是由于颅内血管破裂，血液流入蛛网膜下腔引起的。其中最常见的原因是颅内动脉瘤破裂，约占所有病因的50%~85%。另外，脑血管畸形也是常见原因之一，约占10%左右，尤其是青少年患者中，脑血管畸形导致蛛网膜下腔出血较为多见。还有一种情况是高血压动脉硬化，长期高血压会使脑内小动脉形成微动脉瘤，当血压剧烈波动时，微动脉瘤破裂就会引发蛛网膜下腔出血，这种情况在中老年高血压患者中相对常见。
颅内动脉瘤破裂导致
先天性因素： 胚胎发育过程中，颅内动脉壁的中层有局部发育薄弱，在血流冲击等因素下，逐渐形成动脉瘤。据统计，大约有5%~10%的人会存在颅内动脉瘤，但大部分可能终身不破裂。动脉硬化因素： 随着年龄增长，动脉壁发生退行性改变，也容易促使动脉瘤形成并破裂，尤其是有长期高血压、高血脂等情况的人，更容易出现这种问题。
脑血管畸形引发
动静脉畸形： 是脑血管畸形中最常见的一种，由胚胎时期脑血管发育异常所致，病变处动脉和静脉直接相通，中间缺乏毛细血管结构，血液直接由动脉流入静脉，使局部血管承受异常压力，容易破裂出血进入蛛网膜下腔。海绵状血管瘤： 由众多薄壁血管组成的海绵状异常血管团，血管之间无正常脑组织，病灶破裂时也可导致蛛网膜下腔出血，不过相对动静脉畸形来说发生率较低，但一旦破裂也会引起相应症状。
高血压动脉硬化导致
长期高血压影响： 长期高血压会使脑内小动脉壁发生玻璃样变性或纤维样坏死，形成微动脉瘤。当血压突然升高时，微动脉瘤就可能破裂出血。研究发现，高血压患者发生蛛网膜下腔出血的风险比正常血压者高得多。动脉硬化致血管脆弱： 动脉硬化会让动脉壁弹性下降、变脆，血管缓冲血流波动的能力减弱，在血压波动时更容易破裂，从而引发蛛网膜下腔出血，这类患者往往还伴有其他心脑血管疾病的风险因素。