Aneurisma Otak berkembang di dalam dinding arteri yang lemah atau rusak, meskipun penyebab ini belum sepenuhnya dipahami. Bisa jadi, ini adalah proses degenerasi, di mana faktor-faktor, seperti penambahan usia dan tekanan darah tinggi memiliki peran yang sangat menentukan. Sering kali, hal ini juga dikaitkan ke atheroslerosis, yaitu penyakit pembuluh darah yang menyebabkan pengerasan pembuluh darah akibat menumpuknya endapan lemak di bagian dalam dinding pembuluh darah.
Aneurisma Otak umumnya terjadi pada orang yang menderita kelainan genetika, termasuk kelainan jaringan ikat dan penyakit ginjal polisistik. Sebagian penyakit sirkulasi darah, seperti arteriovenous malformation, dapat juga menyebabkan aneurisme otak. Penyebab lainnya, termasuk konsumsi alkohol dan obat secara berlebihan, cedera kepala, infeksi dan tumor.