硬膜下血腫多是由於腦皮層血管破裂，導致硬膜下血腫形成。而腦水腫是各種原因造成腦內水分增多，腦體積增大包括細胞性水腫及血管性水腫。兩者之間沒有必然的因果關係，但急性硬膜下血腫多合併嚴重顱腦損傷，因此可合併出現嚴重腦腫脹即腦水腫，在影像學表現為腦溝回消失，呈現瀰漫性腫脹，腦基底池消失，局部受壓明顯，通常需要手術治療，預後不良。