Biểu hiện lâm sàng của não úng thủy thay đổi rất khác nhau tùy từng trường hợp và phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như (1) tuổi mắc bệnh, (2) bản chất của thương tổn gây nên sự tắc nghẽn lưu thông dịch não tủy, (3) thời gian bị bệnh và (4) tốc độ tăng áp lực nội sọ.

• Ở trẻ nhỏ do các khớp sọ chưa đóng kín nên triệu chứng dễ thấy nhất đó là kích thước của đầu to lên nhanh bất thường. Ngoài ra thóp trước cũng giãn to và căng hơn, các mạch máu da đầu cũng giãn to hơn bình thường. Trán trẻ rất rộng. Mắt thường ở tư thế nhìn xuống tạo nên dấu hiệu mặt trời lặn.

Ngoài những biểu hiện trên, còn có biểu hiện đầu trẻ bé hơn bình thường, trẻ rất hay giật mình thậm chíkhi nghe một tiếng động hoặc âm thanh rất nhỏ. Trẻ rất khó bú, rất hay bị sặc sữa hoặc nôn vọt. Trẻ rất khó ngủ, hay khóc, khi nằm đầu ngẹo sang một bên.Hành vi ngày càng chậm dần, tay trẻ thường nắm rất chặt.

• Ở trẻ lớn hơn, khi các khớp sọ đã đóng kín một phần, dấu hiệu đầu to khó nhận biết hơn. Các triệu chứng gợi ý là dễ kích thích, khó chịu, mệt mỏi, chán ăn, nôn mửa. Dấu hiệu nhức dầu nổi bật ở nhóm trẻ này. Các dấu hiệu khác có thể thấy như phù gai thị, dấu hiệu tổn thương bó tháp... Hai nhóm di tật bẩm sinh thường gặp gây não úng thủy là dị tật Chiari và hội chứng Dandy - Walker.
• Dị tật Chiari có hai phân nhóm.

1. Chiari típ I thường biểu hiện triệu chứng ở trẻ lớn và người trưởng thành và thường ít khi kèm với não úng thủy. Bệnh nhân thường van nhức đầu tái diễn, đau cổ, tiểu rắt, và tình trạng co cứng chi dưới ngày càng tiến triển nặng hơn. Dị tật này thường đặc trưng bởi sự tụt hạnh nhân tiểu não vào trong ống tủy cổ. Nguyên nhân của tình trạng này chưa được biết rõ nhưng có thể do sự bít tắc phần dưới của nõa thất bốn trong quá trình phát triển bào thai.
2. Chiari típ II đặc trưng bởi não úng thủy phát triển dần dần và tật thoát vị màng não tủy. Tổn thương này là do bất thường của não sau có thể là do cầu não không gập góc như bình thường trong quá trình sinh phôi làm cho não thất bốn bị kéo dài. Hậu quả là thân não bi xoắn vặn làm cho thùy giun, cầu não, hành tủy tụt vào trong ống tủy cổ. Khoảng 10% trẻ mắc dị tật Chiari típ II có biểu hiện ngay từ thời kỳ sơ sinh như thở rít, khóc yếu, ngưng thở. Các triệu chứng này giảm nếu được phẫu thuật dẫn lưu dịch não tủy sớm.

• Hội chứng Dandy - Walker là bất thường của não thất bốn. Trong dị tật này, não thất bốn giãn to dạng nang do trần của não thất này phát triển không bình thường trong quá trình sinh phôi. Khoảng 90% bệnh nhân bị di tật Dandy - Walker có biểu hiện não úng thủy. Một số lớn bệnh nhân còn bị các bất thường đi kèm như bất sản thùy giun tiểu não và thể chai. Trẻ thường có kích thước đầu tăng lên rất nhanh và vùng chẩm gồ rõ. Trẻ thường có biểu hiện thất điều, chậm phát triển tâm thần vận động, động kinh...