O seio cavernoso é um plexo venoso localizado na base do crânio. Várias patologias, como processos inflamatórios, aneurismáticos ou metastáticos, podem afetar esse plexo. A síndrome do seio cavernoso ocorre quando os nervos estão envolvidos nessa região (nervos cranianos III, IV, VI e divisões do V). Essas relações anatômicas explicam que a diplopia e a dor são os sintomas iniciais mais comuns nesses pacientes. Os aneurismas carotídeos cavernosos (CCAs) representam 2% a 9% dos aneurismas. Relatamos dois pacientes que apresentaram síndrome do seio cavernoso decorrente de aneurismas da artéria carótida. O reconhecimento da etiologia desse quadro clínico diferenciado é fundamental para evitar complicações e direcionar a melhor conduta para cada paciente.