Cho đến nay, cơ chế của bệnh sinh thực sự của đau dây thần kinh V chưa được rõ ràng, nhưng giả thiết được nhiều người thừa nhận chính là xung đột mạch máu thần kinh. Đây được coi là nguyên nhân của 90% các trường hợp đau dây V nguyên phát.