弥漫性轴索损伤的预后存在个体差异，部分患者经过及时、规范的治疗有可能恢复较好，但也有部分患者预后较差。一般来说，轻度的弥漫性轴索损伤有一定治好的可能，而重度的预后相对较差。
损伤程度与预后关系
轻度弥漫性轴索损伤： 如果损伤程度较轻，患者可能在数周或数月内逐渐恢复。例如一些症状较轻的患者，经过积极的综合治疗，约有30% - 50%的可能达到较好的恢复，能恢复正常生活或基本恢复工作能力。重度弥漫性轴索损伤： 若损伤严重，患者可能长期昏迷，预后较差。重度损伤的患者病死率较高，即使存活也往往会遗留严重的神经功能缺损，如长期植物生存状态等。
治疗方式影响预后
早期综合治疗很关键： 早期需要保持患者呼吸道通畅，维持有效的循环和脑灌注。同时可采用脱水降颅压治疗，常用药物有甘露醇等，通过降低颅内压来减轻对脑组织的进一步损伤。如果有脑水肿等情况，及时的脱水治疗能为神经功能恢复创造有利条件。康复治疗不可少： 在患者生命体征稳定后，要尽早开展康复治疗。包括物理治疗、作业治疗、言语治疗等。物理治疗可以帮助患者进行肢体的运动训练，促进肢体功能恢复；作业治疗有助于提高患者的日常生活活动能力；言语治疗针对有言语功能障碍的患者进行针对性训练。康复治疗需要长期坚持，一般需要数月甚至更长时间，坚持规范康复治疗的患者恢复的可能性会更大。
影响恢复的其他因素
年龄因素： 年轻患者相对年老患者恢复能力可能更强。因为年轻患者的神经可塑性较好，能够在一定程度上代偿受损的神经功能。而老年患者本身身体机能下降，神经修复能力较弱，所以恢复相对困难。并发症情况： 如果患者在治疗过程中出现并发症，如肺部感染、尿路感染等，会影响恢复进程。例如肺部感染会导致患者呼吸功能受限，进一步影响脑部的氧供，不利于神经功能恢复，严重的并发症甚至可能危及生命，从而影响整体预后。