急性播散性脑脊髓炎在头部CT上主要表现为脑室周围大面积的白质出现点、片以及斑片样、密度减低的病灶，如果合并出血，可以伴有局灶的高密度病灶。在头颅核磁上可以出现脑室周围胼胝体、丘脑等易受累部位出现大片或斑片样的T1加权像上的低信号，T2加权像上的高信号。而如果伴有出血，可以表现为T1加权像上的高信号，T2加权序列可以表现为等信号或低信号。
在急性播散性脑脊髓炎中，也可以出现脊髓的病灶，所以在颈髓、胸髓等相关的脊髓检查时，也可以看到核磁共振T1加权像的低信号改变，以及T2加权像上的低信号 改变。该病虽然是单向病程，但是病灶非常多，非常凶险。