Las lesiones primarias son resultado inmediato del trauma inicial.

Se produce en el momento del traumatismo e incluye contusión, daño a los vasos sanguíneos, y la ruptura del axón, en el que los axones de las neuronas se estiran y se desgarran.

La barrera de sangre del cerebro y las meninges se pueden dañar en la lesión primaria, y las neuronas pueden morir.

Las células mueren de forma no específica en lesión primaria.

Los tejidos tienen un umbral de deformación: si se deforman más allá de este umbral se lesionan. Las diferentes regiones en el cerebro pueden ser más sensibles a la carga mecánica debido a las diferencias en sus propiedades que resultan de las diferencias en su composición, por ejemplo, tejidos mielinizadas puede tener diferentes propiedades que otros tejidos. Así, algunos tejidos pueden tener más fuerza y ser más heridos en la lesión primaria. La lesión primaria conduce a la lesión cerebral secundaria.