新生兒敗血症可以引起部分患兒的化膿性腦膜炎，如果細菌毒力過強、自身免疫力低下或治療不及時、不規範，可以引起神經系統的後遺症，包括腦癱、語言障礙，運動障礙、認知障礙，還可以引起來癲癇等，所以新生兒敗血症應及時治療。

如果新生兒有敗血症的情況下，醫生會建議進行腰椎穿刺判斷是否合併化膿性腦膜炎。如果合併化膿性腦膜炎，需要選擇敏感的抗生素，透過血-腦屏障進入腦部，殺滅腦部的細菌。如果新生兒治療不佳，可能會遺留神經系統後遺症，如腦癱。