新生兒敗血症最常見的併發症是神經系統併發症，主要是腦膜炎、室管膜炎和硬膜下積液。由於新生兒本身免疫功能低下，而血腦屏障發育不成熟，一些病原菌感染可以通過血-腦屏障，而影響中樞神經系統，從而引起化膿性腦膜炎。最多見的是細菌感染，也可以是真菌或病毒感染。

如果沒有及時或不規律的治療，可能會遺留不同程度的後遺症，比如運動、發育落後，癲癇、智力障礙等。所以一旦孩子出現感染表現，比如發燒或吃奶不佳、反應低下、體溫不升、黃疸不消退，要積極引起重視，及早就診，判斷有沒有感染因素。積極留取標本，做相關檢查，比如血培養、血常規、C反應蛋白、血小板等檢查。如果明確診斷是新生兒敗血症，要早期、足量、足療程治療。