La cefalea è generalmente attribuita non tanto alla aumentata PI, quanto piuttosto allo stiramento delle terminazioni nervose dei vasi del poligono di Willis e della dura madre, nonché alla distorsione dei seni venosi e delle vene, dell'arteria meningea media, dei nervi cranici e radici cervicali. Essa compare per lo più a crisi, specie inizialmente, per diventare poi continua. Talora è più accentuata in alcune ore del giorno, specialmente al mattino, ed aumenta nel sonno secondariamente alla ritenzione di CO2. Il dolore può essere diffuso, localizzato o di tipo "nevralgico". Nel caso dei tumori cerebrali la cefalea non ha alcun significato in rapporto alla localizzazione; nei casi di tumori della fossa posteriore il dolore può essere, infatti, sia occipito-cervicale che frontale, poiché il tentorio riceve un'innervazione sensitiva anche dalla prima branca del nervo trigemino. Soggettivamente la cefalea viene avvertita con caratteri variabili, spesso a tipo "urente" o come se "qualcosa premesse dall'interno", o ancora come se "il cervello battesse contro la nuca" ricordando in quest'ultimo caso la cefalea da ipotensione ortostatica. Di solito risulta accentuata da tutte quelle manovre che determinino un aumento della PI, quali l'abbassare il capo, lo starnutire, il ponzare, mentre si riduce con il vomito. Ciò è dovuto all'iperventilazione che accompagna di solito questo sintomo. È tuttavia da rilevare che la cefalea in alcuni casi può mancare del tutto o essere di lieve entità e ben tollerata. Rientra, infatti, nella comune pratica neurologica l'osservazione di tumori cerebrali senza cefalea. La cefalea resta comunque il sintomo più frequente, sia essa in associazione ad altri sintomi e/o segni neurologici di aumento della PI o come sintomo isolato. Elemento di valore diagnostico non sarà tanto l'intensità o il carattere della stessa, quanto piuttosto la sua comparsa in un soggetto che mai in precedenza ne aveva sofferto.