血管再通所致的出血多發生于梗塞發病24小時~48小時后，因側枝循環的建立所致的出血發生時間則更晚。梗塞面積較大的病例發生出血的機會多。
CT：平掃 典型表現為梗塞區內出現斑片狀高密度影，密度常較一般腦內出血淺淡，邊緣較模糊，可多發。當出血量較大時可呈團塊狀，形狀常不規則，有明顯占位表現。出血灶較小時，可因部分容積效應而被周圍低密度水腫區和梗塞壞死區所掩蓋。如腦栓塞后4小時即在CT上顯示出低密度區的病例，發生出血性梗塞的可能性大。
增強掃描 在梗塞區內可出現腦回狀，斑片狀或團塊狀強化。
MRI：比CT敏感，出血灶的信號特征與腦內血腫MRI信號演變的一般規律一致。出血后急性期典型表現為在T2像上出現低信號（短T2），但一般不如腦內血腫時那么低。亞急性期出血灶呈短T1、長T2信號。慢性期在T2像或梯度回波圖像上可見到含鐵血黃素沉著形成的特征性低信號。