格林巴利综合征患者中，腰椎穿刺常显示脑脊液蛋白升高，白细胞计数正常，蛋白细胞分离现象在症状出现后的第一周内50%到66%的格林巴利综合征患者存在这一表现。
格林巴利综合症的病人，在症状发生3个星期后超过75%时，就会有这种症状。蛋白质含量增高，可能与血液-神经屏障在近侧神经根的通透性增强有关。如果有1/3至2/3的病人在出现症状后一周之内进行脑脊液检测，则不能排除格林巴利综合症。