Sebbene la lesione sia presente dalla nascita, l'inizio dei sintomi si ha generalmente tra il 10º e il 30º anno di età occasionalmente è ritardato fino a 50 o più anni. La prima manifestazione clinica, nella metà circa dei pazienti, è un'emorragia subaracnoidea. La prima emorragia può essere letale, ma in oltre il 90% dei casi l'emorragia si arresta e il paziente sopravvive la probabilità di una emorragia è di circa il 4%/anno (in dieci anni quindi la probabilità di sanguinamento è del 40%) nel 30% dei pazienti, la prima e unica manifestazione è costituita da una crisi epilettica, nel 20% da cefalea. La crisi epilettica può fra l'altro essere spiegata da microsanguinamenti con stravaso di metaemoglobina notoriamente epilettogena. Le MAV giganti possono provocare un deficit neurologico lentamente progressivo, a causa della compressione di strutture adiacenti da parte della massa vascolare in espansione e della derivazione di sangue in canali vascolari molto dilatati (furto intracerebrale) con ipoperfusione del tessuto normale circostante. Infatti una MAV indipendentemente dalla emorragia può dare deficit neurologici perché la MAV che è un sistema a bassa pressione si comporta come una spugna. In altre parole il sangue preferisce prendere la via della MAV anziché la via dei capillari che vanno a nutrire il tessuto circostante. Progressivamente si instaurerà una ischemia cerebrale che nelle aeree critiche può avere come conseguenza un deficit neurologico.