Este tipo de AVCs é provocado por isquemias - a perda de oxigénio e nutrientes das células cerebrais resulta na obstrução de um vaso sanguíneo. A isquemia leva ao enfarte - morte das células cerebrais, que são depois substituídas por líquido.
Os coágulos sanguíneos provocam isquemia e enfarte de duas formas: 

Embolia - um coágulo que se forma numa parte qualquer do corpo, que se desprende ou quebra, e se desloca, percorrendo os vasos sanguíneos até ficar preso num ponto mais estreito de uma artéria cerebral. Estes coágulos formam-se mais frequentemente no coração após um enfarte do miocárdio, por alterações no ritmo cardíaco (arritmias) ou por doenças nas válvulas cardíacas. Um AVC provocado por uma embolia tem o nome de AVC embólico.