心源性猝死的临床过程可分为4个时期：前驱期、发病期、心脏停搏和死亡期。
前驱期许多病人在发生心脏骤停前有数天或数周，甚至数月的前驱症状，诸如心绞痛、气急或心悸的加重，易于疲劳，及其他非特异性的主诉。这些前驱症状并非心原性猝死所特有，而常见于任何心脏病发作之前。有资料显示50％的心原性猝死者在猝死前一月内曾求诊过，但其主诉常不一定与心脏有关。在医院外发生心脏骤停的存活者中，28％在心脏骤停前有心绞痛或气急的加重。但前驱症状仅提示有发生心血管病的危险，而不能识别那些属发生心原性猝死的亚群。
发病期亦即导致心脏骤停前的急性心血管改变时期，通常不超过1小时。典型表现包括：长时间的心绞痛或急性心肌梗塞的胸痛，急性呼吸困难，突然心悸，持续心动过速，或头晕目眩等。若心脏骤停瞬间发生，事前无预兆警告，则95％为心原性，并有冠状动脉病变。从心脏猝死者所获得的连续心电图记录中可见在猝死前数小时或数分钟内常有心电活动的改变，其中以心率增快和室性早搏的恶化升级为最常见。猝死于心室颤动者，常先有一阵持续的或非持续的室性心动过速。这些以心律失常发病的患者，在发病前大多清醒并在日常活动中，发病期（自发病到心脏骤停）短。心电图异常大多为心室颤动。另有部分病人以循环衰竭发病，在心脏骤停前已处于不活动状态，甚至已昏迷，其发病期长。在临终心血管改变前常已有非心脏性疾病。心电图异常以心室停搏较心室颤动多见。
心脏骤停期心源性猝死意识完全丧失为该期的特征。如不立即抢救，一般在数分钟内进入死亡期。罕有自发逆转者。
心脏骤停是临床死亡的标志，其症状和体征依次出现如下：
①心音消失；
②脉搏扪不到、血压测不出；
③意识突然丧失或伴有短阵抽搐。抽搐常为全身性，多发生于心脏停搏后10秒内，有时伴眼球偏斜；
④呼吸断续，呈叹息样，以后即停止。多发生在心脏停搏后20～30秒内；
⑤昏迷，多发生于心脏停搏30秒后；
⑥瞳孔散大，多在心脏停搏后30～60秒出现。
此期尚未到生物学死亡。如予及时恰当的抢救，有复苏的可能。其复苏成功率取决于：
①复苏开始的迟早；
②心脏骤停发生的场所；
③心电活动失常的类型（心室颤动、室性心动过速、心电机械分离抑心室停顿）；
④在心脏骤停前病人的临床情况。
如心脏骤停发生在可立即进行心肺复苏的场所，则复苏成功率较高。在医院或加强监护病房可立即进行抢救的条件下，复苏的成功率主要取决于病人在心脏骤停前的临床情况：若为急性心脏情况或暂时性代谢紊乱，则预后较佳；若为慢性心脏病晚期或严重的非心脏情况（如肾功能衰竭、肺炎、败血症、糖尿病或癌肿），则复苏的成功率并不比院外发生的心脏骤停的复苏成功率高。后者的成功率主要取决于心脏骤停时心电活动的类型，其中以室性心动过速的预后最好（成功率达67％），心室颤动其次（25％），心室停顿和电机械分离的预后很差。高龄也是一个重要的影响复苏成功的因素。
生物学死亡期从心脏骤停向生物学死亡的演进，主要取决于心脏骤停心电活动的类型和心脏复苏的及时性。心室颤动或心室停搏，如在头4～6分钟内未予心肺复苏，则预后很差。如在头8分钟内未予心肺复苏，除非在低温等特殊情况下，否则几无存活。从统计资料来看，目击者的立即施行心肺复苏术和尽早除颤，是避免生物学死亡的关键。
心脏复苏后住院期死亡的最常见原因是中枢神经系统的损伤。缺氧性脑损伤和继发于长期使用呼吸器的感染占死因的60％。低心排血量占死因的30％。而由于心律失常的复发致死者仅占10％。急性心肌梗塞时并发的心脏骤停，其预后取决于为原发性抑或继发性：前者心脏骤停发生时血液动力学并无不稳定；而后者系继发于不稳定的血液动力学状态。因而，原发性心脏骤停如能立即予以复苏，成功率应可达100％；而继发性心脏骤停的预后差，复苏成功率仅约30％左右。
从心原性猝死的尸体解剖资料来看，冠心病是最常见的基础心脏结构异常。约80％以上猝死病人的冠状动脉有病损，广泛的慢性冠状动脉粥样硬化常见。约75％的猝死病人具有两支或以上的冠脉狭窄≥75％。在慢性冠脉病损的基础上常有粥样斑块的破裂、血小板聚集和急性血栓形成。但在心脏性猝死者中由于新近的冠脉栓塞而导致50％以上管腔狭窄的仅44％，提示猝死的发生可能是由于多种因素的相互作用的结果，包括原有病损的破裂，局部血栓的形成，自发性溶栓，急性冠脉痉挛等等。病理研究还显示左室肥厚在有过心肌梗塞的患者中比例很高，而70％～75％的男性猝死者都有心肌梗塞往史。临床、流行病及实验研究提示左室肥厚本身易发生心脏骤停，如有以往心肌梗塞史，则危险性更大。
