重度腦震盪主要的臨床表現是意識障礙，意識障礙時間是從幾分鐘到十幾分鐘不等，最長不會超過半個小時。另外是伴有逆行性遺忘，指腦外傷之前的一段時間記憶缺失，屬於重度腦震盪的臨床表現。同時還會伴有頭暈、頭痛、噁心、嘔吐、臉色蒼白、血壓增高、心率增快等，交感神經和迷走神經異常的表現。

重度腦震盪的患者，還可能會在接下來的幾周或者幾個月內，表現出頭暈、頭痛、頭脹、耳鳴症狀，還會出現失眠症狀，通常患者在幾個月內或者幾周內能夠得到改善。但是對部分患者會出現類似外傷性心因性疾病，持續存在上述症狀，稱為腦外傷後綜合徵。