機體抵抗力降低時,病菌侵入人體形成菌血癥,細菌經血液循環進人顱內引起腦膜炎。化膿性腦膜炎最常見的致病菌為肺炎球菌及腦膜炎奈瑟菌,B型流感嗜血桿菌,其次為金黃色葡萄球菌、鏈球菌、大腸埃希菌、變形桿菌、厭氧桿菌、沙門菌及銅綠假單胞菌等。
敗血癥或心臟、肺以及其他器官感染時,細菌可經血液進人腦室和蛛網膜下隙顱骨、脊柱或腦實質感染病灶也可白接蔓延至腦膜顱骨、鼻竇或乳突骨折、神經外科手術時細菌可侵人蛛網膜下隙,由腰椎穿刺引起者罕見。
致病細菌侵人蛛網膜下隙后,由于腦脊液缺乏有效的免疫防御,細菌大量繁殖,菌壁抗原成分誘發一系列的炎癥反應。