结核性脑膜炎脑脊液是清亮的，但多数情况下稍浑浊，呈毛玻璃样。结核性脑膜炎脑脊液早期改变，是诊断结核性脑膜炎的重要依据之一。结核性脑膜炎脑脊液的压力通常在 200mmH2O 以上，细胞数在 300-500×10^6/L，部分也超过 1000×10^6/L，白细胞计数以淋巴细胞为主，早期是多核多进，后期是单核多进。

脑脊液的生化改变，典型改变是低氯、低糖、高蛋白，糖一般低于 2.8mmol/L 或低于同期所测血糖的 45%。氯化物的改变比糖更敏感，通常在 120mmol/L 以下，蛋白通常大于 450mg/L,部分结核性脑膜炎、蛛网膜下腔粘连的蛋白可达 10g/L。结核性脑膜炎、脑脊液内腺苷脱氨酶和γ-干扰素也有增高，核酸检测可能阳性。结核杆菌和结核培养阳性率较低，抗酸杆菌通常阳性率是 10%-15%，培养的阳性率是 20%-30%。