牙疼脑袋也疼的常见原因有影响脑袋供血和感染神经等。
如果是牙髓炎急性发作导致牙疼，疏松结缔组织内部分布的毛细血管会发生肿胀，甚至形成血栓，导致牙髓腔里血液循环不畅，牙髓腔内压力急剧升高，就会引起剧烈的疼痛。当血液循环不畅的范围增大，影响到脑袋的供血时，也会造成脑袋疼痛。
如果牙神经被细菌、病毒等病原微生物感染而形成牙周炎、根尖脓肿等感染性疾病，可导致牙齿疼痛，又因为牙神经常常与三叉神经伴行，这些病原体很容易迁延到三叉神经。当三叉神经被感染时，其支配区域也会出现疼痛，即患侧头面部。