Traumatismos penetrantes ou abertos são provocados por pequenos objetos com alta energia cinética, mas que induzem pouco movimento da cabeça, translacional ou rotacional. Por isto o dano é principalmente local, e pode até haver trauma penetrante sem perda da consciência. A grande maioria das lesões é por projéteis de arma de fogo.

A bala ao atravessar o crânio produz um orifício cônico, maior na tábua interna que na externa. Fragmentos de osso, originados principalmente da tábua interna, são introduzidos no cérebro. Se o projétil tem alta velocidade, pode atravessar o cérebro e sair do crânio, causando outro orifício cônico, porém, com o óstio mais largo na tábua externa (importante para identificar o sentido do trajeto). Fraturas freqüentemente irradiam destes orifícios de entrada e saída.

O dano causado ao cérebro depende da velocidade e massa do projétil (portanto, da energia cinética).
Em lesões por projéteis de baixa velocidade, é mais comum que a bala penetre no crânio, mas não tenha energia para sair (lesão dita penetrante). No seu trajeto causa um túnel de destruição diretamente proporcional à sua energia. O tecido cerebral é forçado radialmente pelo projétil, criando-se momentaneamente uma cavidade, logo preenchida por sangue e tecido necrótico. O diâmetro desta será tanto maior quanto maiores forem a velocidade e a massa. Na maioria dos casos o trajeto é único, mas a bala pode ricochetear contra a tábua interna e/ou seguir curso tangencial ao longo da mesma.

Projéteis de alta velocidade têm energia suficiente para atravessar o crânio e sair (lesão dita perfurante). O calor e a aceleração radial produzidos pela bala são maiores. O aumento instantâneo da pressão intracraniana pode ser da ordem de 40 atmosferas, o que chega a provocar fraturas no teto das órbitas e contusões distantes, como nas amígdalas cerebelares.

A mortalidade dos ferimentos cerebrais por arma de fogo é elevada. Em uma série de 254 casos, só 10% sobreviveram mais que 24 horas e só 10 pacientes mais que uma semana. Nos sobreviventes as principais complicações são infecções (meningites, abscessos) e focos epileptogênicos tardios.