Il decorso intracranico dei nervi cranici è importante per la diagnosi di diverse lesioni intracraniche come i tumori cerebrali e gli aneurismi cerebrali. La disfunzione di uno o più nervi cranici indica una compressione o stimolazione da parte di alcune lesioni. Ad esempio, uno schwannoma dell'acustico può inizialmente causare disturbi all'udito, ma con un'ulteriore crescita del tumore può coinvolgere altri nervi cranici e il paziente può così presentare anche dolore, simile alla nevralgia del trigemino quando il tumore coinvolge il nervo trigemino. o diplopia a causa di un coinvolgimento del nervo abducente. Un paziente che presenta ptosi può avere un aneurisma dell'arteria comunicante posteriore che comprime il nervo oculomotore durante il suo decorso intracranico. Il dolore facciale nella distribuzione di una o tutte le derivazioni del nervo trigemino suggerisce la stimolazione delle radici del nervo trigemino da parte di un vaso locale.