結核性腦膜炎約占全身性結核病的6%，結核桿菌經血播散后在軟腦膜下種植，形成結核結節，結節破潰后大量結核菌進入 蛛網膜下 。

結核桿菌侵入淋巴系統進入局部淋巴結，因菌血癥經血行播散進入腦膜和腦實質，包括室管膜下等部位，并在此復制。當宿主免疫功能降低或因年老，病灶內的結核菌激活而破入蛛網膜下腔，隨腦脊液播散，歷時數天至數周即可引起結核性腦膜炎。

結核性腦膜炎多為全身性粟粒結核病的一部分，通過血行播散而來。北京兒童醫院1964～1977年所見1180例結腦中，診斷出粟粒型肺結核者占44.2%。在這14年，從152例結腦的病理解剖發現，有全身其他臟器結核病者143例(94%)；合并肺結核者142例(93.4%)(其中以粟粒型肺結核占首位)；合并肝脾粟粒結核約占62%，腎粟粒結核41%，腸及腸系膜淋巴結核約占24%。

原發結核病病變行成時，病灶內的結核桿菌可經血行而停留在腦膜、腦實質、脊髓內，形成隱匿的結核病灶，包括結核節結、結核瘤。當上述病灶一旦破潰。結核菌直接進入蛛網膜下腔，造成結核性炎癥。此外，腦附近組織如中耳、乳突、頸椎、顱骨等結核病灶，亦可直接蔓延，侵犯腦膜，但較為少見。

結核性腦膜炎的發生，與患原發結核時機體貼的高度過敏性有關。從發病原理來看，結核性腦膜炎系繼發性結核病，因此，應重視查找原發病灶。但也有少數病例，原發病灶已愈或找不到，對這類病例，更是應該提高警惕，免得誤診。