Πρόκειται για πονοκέφαλο που οφείλεται σε αγγειακή διαταραχή του εγκεφάλου, όπως για παράδειγμα σε αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο, ή σε αγγειακή δυσπλασία, όπως ανεύρυσμα ή άλλου τύπου δυσπλασία

 

Ένα αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδια μπορεί να είναι ισχαιμικό, δηλαδή να οφείλεται  σε απόφραξη ενός αγγείου, ή αιμορραγικό, δηλαδή να οφείλεται σε ρήξη αγγείου (και αιμορραγία μέσα στο κεφάλι). Και οι δύο τύποι αγγειακών εγκεφαλικών επεισοδίων μπορούν να προκαλέσουν πονοκέφαλο, περισσότερο και εντονότερα όμως αυτό συμβαίνει με τα αιμορραγικά αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια. Ο πονοκέφαλος που οφείλεται σε αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο συνοδεύεται συνήθως από διάφορα άλλα έντονα συμπτώματα, όπως για παράδειγμα αδυναμία ή παράλυση ενός τμήματος του σώματος, δυσκολία στην ομιλία, που συνήθως θορυβούν τον ασθενή περισσότερο από τον πονοκέφαλο και τον κατευθύνουν άμεσα στον γιατρό ή στο νοσοκομείο.

Στους πονοκεφάλους εξαιτίας αγγειακού προβλήματος εντάσσεται και ο πονοκέφαλος που οφείλεται σε ανεύρυσμα του εγκεφάλου. Αν το ανεύρυσμα σπάσει, δημιουργείται αιμορραγία μέσα στο κεφάλι, που ονομάζεται υπαραχνοειδής αιμορραγία. Ο πονοκέφαλος που προκαλείται από ρήξη (σπάσιμο) ανευρύσματος είναι πολύ έντονος, έχει απότομη έναρξη και πάρα πολύ γρήγορα φτάνει στην κορύφωσή του ("σαν να δέχτηκα ένα χτύπημα στο κεφάλι με σφυρί", λένε κάποιοι ασθενείς) και μπορεί να συνοδεύεται από δυσανεξία σε φως και θόρυβο, καθώς και εμέτους. Ένας τέτοιος πονοκέφαλος αποτελεί επείγουσα ιατρική κατάσταση, καθώς η υπαραχνοειδής αιμορραγία μπορεί να προκαλέσει τον θάνατο ή σοβαρή αναπηρία στον ασθενή. Ένα ανεύρυσμα που δεν έχει σπάσει μπορεί επίσης να προκαλεί πονοκέφαλο, ο οποίος, αν το ανεύρυσμα μεγαλώνει, θα έχει χαρακτηριστική προοδευτική επιδείνωση (θα χειροτερεύει με το πέρασμα του χρόνου). 

Ο ειδικός νευρολόγος θα πρέπει να υποπτευθεί σωστά αυτήν την αιτία πονοκεφάλου, και να κάνει την σωστή διάγνωση χρησιμοποιώντας τις κατάλληλες εξετάσεις (αγγειογραφία εγκεφάλου, μαγνητική ή κλασσική). Εφόσον διαγνωστεί εγκαίρως, ένα εγκεφαλικό ανεύρυσμα αντιμετωπίζεται αποτελεσματικά με την μέθοδο του εμβολισμού, η οποία εξασκείται από ειδικούς επεμβατικούς νευροακτινολόγους ή νευροχειρουργούς.