脑血栓的临床表现多样，一般来说，部分患者在发病前可能有短暂性脑缺血发作的表现，如突然出现一侧肢体无力、麻木，持续数分钟至数小时后缓解。而典型的脑血栓发病时，常见的临床表现有以下几方面。
神经系统症状表现
肢体运动障碍： 患者往往会出现一侧肢体（如上肢或下肢）无力，严重时可能完全不能活动。比如有的患者会发现拿东西拿不住，走路时腿发软、拖步等。大约有半数以上的脑血栓患者会出现不同程度的肢体运动功能障碍。言语障碍： 部分患者会出现说话不清楚，表达困难的情况，表现为吐字不清，或者无法顺利表达自己想要说的内容。有的患者还可能出现理解语言困难的情况，比如听不懂别人说的话。
感觉异常表现
躯体感觉减退： 患者可能感觉身体某一部位有麻木感，比如脸部、手部或腿部等。有的患者会觉得皮肤对温度、疼痛等刺激的感觉变迟钝了。大约有三分之一的脑血栓患者会出现躯体感觉方面的异常。疼痛异常： 少数患者可能会出现头部或者肢体的疼痛，这种疼痛可能是隐隐作痛，也可能是较为明显的刺痛等。
意识及认知改变表现
轻度意识障碍： 病情较轻的患者可能只是出现精神萎靡、嗜睡等情况，表现为比平时爱睡觉，叫他时能回应，但反应较迟钝。大约有10% - 20%的脑血栓患者会有轻度意识障碍表现。认知功能下降： 部分患者会出现记忆力减退，尤其是近期记忆力下降明显，比如刚做过的事就忘记了。还可能出现计算力下降，像简单的算术题算不对等情况。