Orang dewasa yang seringkali tidak sabar menghadapi bayi rewel bisa lepas kontrol mengguncang-guncangkan badan bayi. Orang tua yang mengalami stres secara sosial, biologis, atau finansial rentan melakukan perilaku impulsif dan agresif. Cedera otak yang terjadi karena shaken baby syndrome juga khas dan tidak sesuai dengan riwayat jatuh, kejang, atau trauma kepala lain.

Mengutip IDAI, saat bayi atau anak mengalami guncangan yang hebat, otak mengalami perputaran atau pergeseran terhadap aksisnya (batang otak). Hal ini menyebabkan robekan saraf dan pembuluh darah, menyebabkan kerusakan dan perdarahan otak.

Sindrom yang sangat berat dapat menyebabkan penurunan kesadaran, kejang, sampai kematian. Sesaat setelah guncangan hebat, anak umumnya menjadi rewel atau cenderung banyak tidur, muntah - muntah, dan tidak mau makan. Gejala ini dapat menetap selama beberapa hari atau beberapa minggu. Perdarahan otak dapat menyebabkan penurunan kesadaran, kejang, muntah, malas menyusui, dan kontak yang berkurang.

Kerusakan otak berat dapat menyebabkan gangguan pernapasan sampai henti napas. Gejala yang tidak spesifik dan kerusakan otak yang tidak terdeteksi dapat berlangsung lama tanpa diketahui namun menyebabkan gangguan belajar atau gangguan perilaku saat anak lebih besar.