多種腦保護劑被建議應用，在缺血瀑布啟動前用藥，可通過降低腦代謝、干預缺血引發細胞毒性機制減輕缺血性腦損傷。包括自由基清除劑（過氧化物歧化酶、巴比妥鹽、維生素E和維生素C、21－氨基類固醇等），以及阿片受體阻斷劑納洛酮、電壓門控性鈣通道阻斷劑、興奮性氨基酸受體阻斷劑和美離子等。目前推薦早期（<2h）應用頭部或全身亞低溫治療，藥物可用胞二磷膽堿、新型自由基清除劑依達拉奉（edaravone）、早期（<4h）10%蛋白白、環磷酰胺和秋水仙堿聯合應用。但許多腦保護劑在動物實驗有效，臨床療效不佳或無效，仍需足夠的證據。