脑干损伤后遗症较多，常见的有意识障碍，约半数以上脑干损伤患者会长期处于昏迷状态，昏迷时间可能长达数周、数月甚至更久。
运动功能障碍方面
肢体瘫痪： 脑干损伤可能导致肢体不同程度的瘫痪，比如单侧或双侧肢体肌力下降，患者可能无法正常活动肢体，严重影响日常的翻身、坐立等动作。其中，下肢瘫痪相对上肢更常见一些，约有60% - 70%的脑干损伤患者会出现下肢运动功能受限的情况。肌肉萎缩： 由于长期肢体活动减少，受伤后数月内就可能出现肌肉萎缩现象，表现为肢体变细，肌肉力量进一步减弱。
认知与精神方面
认知障碍： 会出现记忆力减退，尤其是近期记忆力下降明显，可能记不住刚发生的事情。还可能存在注意力不集中的情况，难以长时间专注于某件事情。大约有40% - 50%的脑干损伤患者会有不同程度的认知功能障碍。精神症状： 部分患者会出现情绪不稳定，容易烦躁、易怒，也有的会变得淡漠、抑郁。有的患者还可能出现幻觉等精神异常表现。
生命体征调节方面
呼吸功能异常： 脑干损伤可能影响呼吸中枢，导致呼吸节律紊乱，比如出现潮式呼吸、呼吸浅快或呼吸减慢等情况。即使经过治疗，仍可能存在呼吸调节不稳定的情况，在感染等诱因下容易出现呼吸问题。体温调节障碍： 表现为体温不稳定，可能出现持续低热或者体温波动较大的情况，因为脑干受损影响了体温调节中枢的正常功能，患者体温常可在37.5℃ - 38.5℃之间波动，且较难通过一般的退热措施使体温稳定。
其他后遗症
吞咽困难： 脑干损伤会影响吞咽反射，导致吞咽困难，患者进食时容易出现呛咳，进而增加肺部感染的风险。大约有50% - 60%的脑干损伤患者存在不同程度的吞咽障碍。眼球运动障碍： 可出现眼球活动受限，比如眼球不能正常左右转动、上下转动，导致视物范围受限，影响日常的视觉感知和活动。