虽然相对于手术切除，大多数脑动静脉畸介入栓塞治疗的风险较小，但由于血管畸形结构的复杂性，脑血管的特殊功能性，脑血流改变的不可预知性以及栓塞材料的不可控性，仍然有一定的手术意外发生。按照等分析的一组病例，脑动静脉畸栓塞术术后死亡的风险为1~2％，严重损伤的风险为1.5％，轻度和短暂损伤的发生率分别为9％和11％，新发癫痫（即手术前无癫痫发作，术后新出现癫痫症状）的发生率为3％。造成上述结果的原因可能为脑出血、脑栓塞等等。
脑出血可能发生在手术中或手术后。术中脑出血的可能与操作有关，更多的则可能与脑动静脉畸的特殊结构有关；术后出血则可能与“正常灌注压突破”有关，亦可能与残留的畸形团有关。所谓“正常灌注压突破”，是指脑动静脉畸周边脑组织内的小动脉及毛细血管不能在畸形栓塞之后适应突然增加的血流量和压力，导致出血。无论是术中还是术后出血，其严重程度与出血量的大小有关，严重时可能有生命危险，必要时还需要手术清除血肿，根据情况可能需要同时作畸形的切除手术，术后可能遗留一定的神经功能障碍。若血肿量小，医生也会根据情况在密切观察的情况下进行保守药物治疗。
脑梗塞或脑栓塞则更多与栓塞材料的异位栓塞有关。所谓异位栓塞，就是在介入栓塞的过程中，栓塞材料造成的血管畸形临近或远隔部位正常脑组织或颅神经供血动脉栓塞，从而导致相应神经功能缺损的并发症。在将微导管插入到畸形供血动脉的过程中，期望能尽可能接近畸形团，这是因为畸形的供血动脉在远离畸形团的近端可能还存在向正常脑组织供血的分支，医生在栓塞畸形团的过程中需要避免这些正常供血动脉被栓塞材料堵塞，因此要尽可能接近畸形团，以减少正常脑供血动脉栓塞的风险。但是，由于动静脉畸形的血流量大，某些小的正常供血动脉由于“盗血”显影不良或者不显影，而由于畸形供血动脉通常极为迂曲，插入越深发生这些动脉出血的危险性则越大。因此，在这种情况下，较早地注射栓塞材料可能会发生原来不显影的正常供血动脉的栓塞。另外，由于各供血动脉通过畸形团发生交通，通过一支供血动脉栓塞，栓塞材料可能经畸形团弥散到其他供血动脉，弥散过多时可能造成其近端的正常供血动脉栓塞；再者，液体栓塞材料除了可以顺血流向前弥散外，还可能向供血动脉近端返流，这些都可能造成正常脑供血动脉的栓塞，在侧枝代偿不足的情况下，可能造成相应区域脑组织缺血坏死，引起一定的神经功能缺失，该并发症的严重程度与畸形和异位栓塞的部位和面积有关。
另外，采用聚合胶栓塞材料栓塞脑动静脉畸M时，医生通常希望尽可能经一支供血动脉栓塞较大范围的畸形团，这样可能需要持续较长时间的注射，可能带来一定距离的返流。在这种情况下，微导管头端可能被聚合胶粘住。这时，如果贸然拔管，极有可能过度牵拉畸形团内的胶，导致畸形团周边的小血管撕裂，发生出血。所以，在反复尝试以后，医生可能会选择将微导管留在体内，而不是拔除微导管。
但是无论如何，正如前面所讲的，与血管畸形本身面临的风险，介入栓塞发生这种严重并发症的风险相对较小，而且即使出现上述意外情况，大多数仅造成轻微或短暂的功能缺损，因此，对于自然病程中风险较大的患者，医生在权衡利弊的情况下还是会建议积极进行治疗。
