אצל הלוקים בתסמונת גיליאן ברה תוקפת מערכת החיסון את עצבי המערכת ההיקפית. עקב כך מתפתח תהליך דלקתי המוביל לאובדן תפקודם של העצבים ההיקפיים. התהליך הדלקתי בעצבים ההיקפיים מתבטא בתחושת הנימול וההירדמות בגפיים ובזרועות ובהמשך אף עלול לגרום לפגיעה תחושתית ולחולשה בגפיים. במקרים מסוימים עלולים להיפגע גם שרירי מערכת הנשימה.