癲癇、大腦水腫、腦疝的發生屬於腦炎裡較嚴重的併發症，如果腦炎患者出現神經細胞大面積的損傷和水腫，患者可能出現昏迷，就是意識障礙。如果大量腦細胞因為損傷之後出現水腫，可能出現腦疝的風險，比如顳葉鉤回疝，患者可表現為一側瞳孔散大引起瞳孔不等大、對光反射消失等。如果整個大腦瀰漫性水腫可能會造成枕骨大孔疝，這些是神經科比較危急、嚴重的症狀。腦疝的發生有時候會影響人的呼吸和心跳中樞導致猝死，這是最嚴重的情況。

因為腦炎會使腦實質受累，所以患者可能出現嚴重的癲癇持續狀態，就是大腦持續放電，也會造成大腦不可逆的損傷，癲癇以及全腦的瀰漫水腫是腦炎比較嚴重的症狀。

患者可能還會有輕度的神經系統受累症狀，比如記憶力障礙、情緒改變、行為異常等也是腦炎常見的神經系統表現。總體來說，腦炎比較嚴重的情況是大腦瀰漫性水腫引起腦疝可能會影響呼吸、心跳導致猝死。對於單純皰疹性腦炎，如果引起持續的癲癇或癲癇持續狀態，患者也可能出現長期的昏迷，即使昏迷醒來以後也會引起認知的障礙，因為大腦長期缺氧以後還會出現智力低下。