心脏骤停的临床经过可分为4个时期，即前驱期，终末事件期，心脏骤停与生物学死亡。不同病人个体表现有明显差异。前驱期，在出事前数天至数个月，有些病人可出现胸痛、气促、疲乏、心悸等非特异性症状，但也可无前驱表现，瞬间发生心脏骤停。终末事件期是指心血管状态出现急剧变化到心脏骤停发生前的一段时间，自瞬间至持续1小时不等。心脏性猝死所定义的1小时实质上是指终末事件期的时间在1小时内。由于猝死原因不同，终末事件期的临床表现也各异，典型的表现包括严重胸痛，急性呼吸困难，突发心悸或眩晕等。若心脏骤停瞬间发生，事先无预兆，这绝大部分是心脏性。在猝死前数小时或数分钟常有心电活动的改变，其中心率加快及室性异位搏动增加最为常见。因室颤猝死的病人常先有室性心动过速。另有少部分病人以循环衰竭发病。心脏骤停后脑血流量急剧减少可导致意识丧失，伴有局部或全身性抽搐。心脏骤停刚发生时脑中尚存在少量含氧的血液，可短暂刺激呼吸中枢，出现呼吸断续，呈叹息样或短促痉挛性呼吸，随后呼吸停止。皮肤苍白或发绀，瞳孔散大，大小便失禁。
生物学死亡，从心脏骤停至发生生物学死亡时间的长短取决于原发病的性质以及心脏骤停至复苏开始的时间。心脏骤停发生后，大部分病人将在4~7分钟内开始发生不可逆脑损害，随后经数分钟过渡到生物学死亡。