L'apparato cardiovascolare comprende delle alterazioni talora molto gravi: la porzione ascendente dell'aorta tende a dilatarsi, con conseguente indebolimento della tonaca media arteriosa che con un circolo vizioso regge con sempre più difficoltà la pressione sanguigna portando la dilatazione ad aumentare progressivamente, diventando aneurismatica dopo un'iniziale fase di ectasia. L'occorrenza di una dissecazione dell'aorta ascendente, molto più frequente in caso di aneurisma conclamato ma possibile anche con diametri aortici nei limiti della norma, è tipica della sindrome e tende ad avvenire entro la mezza età (sono interessati soprattutto il bulbo aortico e la radice aortica). È meno frequente, ma non raro, anche lo sviluppo di aneurismi a livello dell'arco aortico o dell'aorta discendente, compresa l'aorta addominale. Mentre un paziente diagnosticato sarà seguito durante tutta l'evoluzione della malattia e quindi monitorato con ecocardiogramma per le sue eventuali modifiche delle misure aortiche (e, nel caso, operato prima che si arrivi alla dissecazione), le persone che non ricevono una diagnosi rischiano di essere colpite improvvisamente dalla patologia aortica con conseguenze spesso drammatiche. Il 70% degli affetti da sindrome di Marfan arriva a presentare un diametro aortico anormale già entro i 20 anni di vita, l'80% entro i 40 anni, il 35% già entro i primi 5 anni di vita.