脑动脉硬化有一般神经系统症状，如头晕、头痛、记忆力减退、注意力不集中；有脑缺血发作相关症状，如短暂性脑缺血发作的局灶性神经功能缺损；有脑实质损害症状，如认知功能障碍加重、精神症状；还有其他相关症状，如眼底改变、睡眠障碍，不同年龄、生活方式、基础病史等因素对各症状有影响。
头晕：较为常见，可表现为间歇性或持续性。其发生机制可能与脑动脉硬化导致脑供血不足有关，尤其在体位变化时更易出现。不同年龄人群均可发生，一般年龄越大，血管弹性越差，发生头晕的风险相对越高。生活方式方面，长期高盐、高脂饮食等可能加重脑动脉硬化，进而增加头晕发生的可能性。有高血压、糖尿病等基础病史的人群，脑动脉硬化进展往往更快，头晕症状可能更频繁。
头痛：疼痛程度和性质多样，可为胀痛、刺痛等。脑动脉硬化引起脑血管舒缩功能紊乱是常见原因之一。对于儿童来说，较少出现脑动脉硬化相关头痛，但如果有先天性血管发育异常基础上合并动脉硬化，也可能出现。女性在更年期前后，由于体内激素水平变化，可能影响血管稳定性，使头痛症状相对更易出现。
记忆力减退：早期多表现为近记忆力减退，如对近期发生的事情容易遗忘，但对远期记忆影响相对较小。随着病情进展，可能逐渐出现远记忆力减退。年龄增长本身是脑动脉硬化的一个相关因素，年龄越大，脑动脉硬化导致记忆力减退的概率越高。长期吸烟、酗酒等不良生活方式会加速脑动脉硬化进程，从而加重记忆力减退。有脑动脉硬化家族史的人群，自身发生记忆力减退的风险可能增加。
注意力不集中：患者很难长时间将注意力集中在某一事物上，工作或学习效率下降。这与脑动脉硬化影响脑部神经细胞的正常功能，导致神经传导和信息处理能力减弱有关。年轻人如果长期处于高压、熬夜等状态，会促进脑动脉硬化发展，进而出现注意力不集中；老年人群脑动脉硬化本身是生理性退变加速的表现，更容易出现注意力不集中情况。
脑缺血发作相关症状
短暂性脑缺血发作（TIA）
局灶性神经功能缺损症状：可表现为单眼一过性黑矇，这是由于视网膜动脉缺血所致；也可出现一侧肢体无力或麻木，常见于单侧上肢或下肢，严重时可影响行走；还可能有言语不利，表现为说话不流利、找词困难等。不同年龄患者TIA表现可能有所差异，儿童发生TIA极为罕见，多与先天性血管病变等特殊情况有关。中青年人群如果有长期口服避孕药等情况，可能增加血液高凝状态，促进TIA发生。老年人群脑动脉硬化基础上，血压波动等易诱发TIA。
脑实质损害症状
认知功能障碍加重：病情进一步发展，可能出现认知功能全面下降，包括记忆力、注意力、定向力、计算力等多方面障碍。对于患有脑动脉硬化的老年人，随着时间推移，认知功能障碍可能逐渐从轻度发展为中度、重度。女性在绝经后，由于雌激素水平下降，脑动脉硬化相关的认知功能障碍进展可能相对更快。有脑血管病家族史的人群，认知功能障碍出现的风险相对更高。
精神症状：部分患者可出现情绪不稳定，如易激动、抑郁等；也可能出现幻觉、妄想等精神症状。这与脑动脉硬化影响大脑额叶、颞叶等相关区域的神经功能有关。老年人脑动脉硬化时，神经功能调节能力下降，更易出现精神症状。有精神疾病家族史的脑动脉硬化患者，精神症状出现的可能性相对增加。
其他相关症状
眼底改变：通过眼底检查可发现视网膜动脉变细，反光增强，动静脉交叉压迫征等。这是因为脑动脉硬化往往与全身动脉硬化相关，眼底血管是全身唯一可直接观察到的血管。不同年龄人群眼底改变程度与脑动脉硬化严重程度相关，年龄越大，动脉硬化越明显，眼底改变可能越显著。患有高血压的脑动脉硬化患者，眼底改变往往更为明显。
睡眠障碍：表现为入睡困难、睡眠浅、易惊醒等。脑动脉硬化导致脑部供血供氧异常，影响神经递质的平衡，从而干扰睡眠调节机制。中青年脑动脉硬化患者如果长期熬夜、工作压力大，睡眠障碍可能更突出；老年脑动脉硬化患者由于本身神经功能衰退，睡眠障碍相对更常见。
