新生兒敗血症如果治療不及時會引起腦膜炎，因為細菌可以隨血流流遍全身，新生兒血腦屏障發育不完善，因此細菌可以進入血液以後再透過血腦屏障進入顱內引發腦膜炎。

如果敗血症治療不及時容易引起腦膜炎，新生兒發生腦膜炎以後表現與年長兒童腦膜炎典型表現不同，容易被忽視，即使經驗豐富的專科醫生很難通過表象判斷。因此新生兒診斷敗血症以後需要及時進行腰椎穿刺排除腦膜炎可能。