弥漫性轴索损伤的患者后期有可能出现后遗症，包括记忆力减退、老年痴呆提前或出现帕金森。弥漫性轴索损伤的患者还会出现癫痫，原因为脑表组织或多部位的脑组织受侵犯以后受到损伤。此外，还有可能出现偏瘫、失语，其与相对应的功能区有关。
如果患者出现额叶和颞叶的损伤，可能影响他的记忆力、影响语言功能。如果是运动区受损，患者可能出现偏瘫。颞叶出现语言区受损，可能导致失语。如果损伤出现在脑干，且脑干的损伤比较重，患者可能成为植物人，或者导致其昏迷的时间比较长。如果是丘脑和中线结构的损伤，有可能出现内分泌的紊乱、离子紊乱 、体温中枢调节的紊乱，或者出现迷走神经反射，即植物神经功能紊乱。相应会出现不同的症状，需要后期逐步排查并解决。