อาการปวดศีรษะมักเกิดขึ้นฉับพลัน เริ่มด้วยอาการปวดแสบปวดร้อนที่ข้างจมูกหรือหลังเบ้าตา และจะปวดแรงขึ้นภายในไม่กี่นาที จนรู้สึกปวดรุนแรงจนสุดจะทนได้ ตรงบริเวณรอบและหลังเบ้าตา และใบหน้าซีกหนึ่ง (อาจร้าวไปที่ข้างคอ ท้ายทอย และขึ้นไปตามแนวหลอดเลือดแดงคอ) รู้สึกคล้ายถูกแท่งน้ำแข็งเสียบผ่านเข้าไปในลูกตาหรือเทน้ำกรดผ่านรูหูเข้าไปในศีรษะหรือคล้ายลูกตาถูกดันให้หลุดออกจากเบ้า มักจะปวดตอนกลางคืนหลังเข้านอน จนสะดุ้งตื่น นอนไม่หลับ บางรายอาจปวดตอนกลางวัน ผู้ป่วยจะปวดจนร้องครวญคราง ลุกขึ้นเดินพล่าน นั่งโยกตัวไปมา หรือศีรษะโขกกำแพง อาการปวดจะเป็นทุกวัน ส่วนใหญ่จะเป็นวันละ 2 - 3 ครั้ง และตรงเวลาทุกวัน แต่ละครั้งปวดนานประมาณ 15 นาทีถึง 3 ชั่วโมง (เต็มที่ไม่เกิน 4 ชั่วโมง) แล้วจะหายปวดอย่างปลิดทิ้ง เว้นช่วงเป็นชั่วโมงๆ หรือเกือบวัน จึงจะเริ่มปวดครั้งใหม่ จะปวดทุกวันอยู่นาน 2 - 12 สัปดาห์ แล้วหายเป็นปกติ นานเป็นแรมเดือนแรมปีจึงจะกำเริบรอบใหม่ ส่วนใหญ่จะเป็น 1–2 รอบ/ปี เป็นวงรอบแบบนี้เรื่อยไป ส่วนน้อยอาจปวดทุกวันนานเป็นปี ผู้ป่วยมักจะปวดอยู่ข้างเดิมทุกรอบ ส่วนน้อยที่อาจปวดสลับข้างในรอบใหม่
ขณะที่มีอาการปวดศีรษะข้างเดียว ผู้ป่วยส่วนใหญ่จะมีอาการตาแดง น้ำตาไหล หนังตาบวม หนังตาตก รูม่านตาหดเล็ก ซึ่งเป็นที่ตาข้างเดียวกับที่ปวด มีอาการคัดจมูก น้ำมูกไหลที่รูจมูกข้างเดียวกับที่ปวด ใบหน้าข้างที่ปวดจะออกแดงและข้างที่ไม่ปวดจะไม่มีเหงื่อออก ส่วนน้อยอาจมีอาการคลื่นไส้ กลัวแสง และกลัวเสียงคล้ายไมเกรนร่วมด้วย