Det er blitt identifisert tre områder i hjernen hvis funksjon kan bli forandret ved PTSD: prefrontal cortex, amygdala og hippocampus. Mye av denne forskningen som er gjennomført har benyttet ofre for PTSD fra Vietnamkrigen. En studie av Gurvits et al. viste at veteraner fra Vietnam-krigen med PTSD hadde en 20 % reduksjon i volum på hippocampus, sammenlignet med veteraner som ikke hadde PTSD. Dette funnet kunne ikke bli replikert hos kroniske PTSD-pasienter som ble traumatisert i en flyulykke i 1988 (Ramstein, Tyskland).