脳へのダメージが中等度から重度に達している場合、症状は急速に悪化します。特に「激しい嘔吐」「けいれん（手足のピクつきや硬直）」「ぐったりして意識が朦朧とする」といった兆候は、脳内で出血が起きている極めて危険なサインです。
強い揺さぶりによって頭蓋骨の内側で脳が激突を繰り返すと、脳表面の静脈が引きちぎられて新生児・乳幼児の急性硬膜下血腫を引き起こします。さらに、頭部への急激な加速度によって網膜の血管が破綻し、乳幼児の眼底出血が高確率で併発します。この「硬膜下血腫」「眼底出血」「脳浮腫」の3つは、医学的にも揺さぶられによる頭部外傷の典型的な特徴とされています。
赤ちゃんが天井を見つめたまま焦点が合わない、手足を突っ張らせて震えている、顔色が土気色に変化しているといった場合は、脳圧が急上昇している証拠であり、一刻を争う救命処置が必要です。
