患牙髓炎時疼痛是最主要的表現。在牙髓炎的早期，每當牙齒受到冷、熱刺激時便產生較明顯的疼痛，但不十分嚴重，每次疼痛持續的時間較短，刺激去除后，疼痛很快消失。如果牙髓的病變繼續發展，其癥狀可明顯加重，患牙開始出現自發痛，驟然的溫度變化或觸壓刺激可以誘發較長時間的疼痛。牙痛在夜間發作頻繁或持續疼痛并較白天劇烈，平臥時加重，坐起后可有所緩解。疼痛時常不能分辨出病牙的具體位置，常感患側一大片牙甚至半側頭部都疼痛，在牙髓炎的早期遇涼水刺激時可導致或加重疼痛，而到后期發生化膿性牙髓炎或牙髓壞疽時，口含涼水則可緩解疼痛。