Meningita Lyme este rezultatul direct al invaziei sistemului nervos de către Borrelia burgdorferi. Apărută în primele câteva luni de la infecție, se prezintă inițial ca o meningită bazilară cronică. Multe informații despre patogeneza meningitei Lyme au fost învățate din modelele animale, cel mai bun fiind macacul Rhesus adult. Injectarea acestor animale cu o tulpină foarte infecțioasă de B. burgdorferi a dus la o evoluție foarte previzibilă a evenimentelor: eritem migrant în primele săptămâni după injectare, dezvoltarea anticorpilor anti-B. burgdorferi, detectarea spirochetemiei în săptămânile 3 și 4 și invazia sistemului nervos central (SNC) în decurs de o lună cu pleiocitoză în lichidul cefalorahidian (LCR). La om, paralizia facială este cel mai timpuriu indicator clinic. Cefaleea și meningismul sunt simptome ale inflamației spațiului subarahnoidian. Oboseala severă și artralgia sunt simptome extra-CNS frecvente. Cultura nu este, în general, utilă pentru detectarea sau confirmarea meningitei Lyme. Testele serologice fals-pozitive pot apărea la pacienții cu alte infecții, procese inflamatorii sau tumori maligne. Imunoblottingul va diferenția reactivitatea anticorpilor adevărată de cea fals-pozitivă. Lipsa unui titru de anticorpi serici pozitiv în mod constant trebuie să facă suspect diagnosticul de meningită Lyme. Un anticorp pozitiv în LCR este aproape universal la pacienții cu meningită Lyme. Reacția în lanț a polimerazei este un test direct care este foarte specific și sensibil. Tratamentul antibiotic de elecție este reprezentat de cefalosporine intravenoase (i.v.) sau penicilină timp de 2-3 săptămâni. În cazul în care tabloul clinic este mai puțin decât absolut clasic, la un pacient seropozitiv trebuie obținută o puncție lombară și un Western blot al serului înainte de inițierea tratamentului antibiotic intravenos. Nu există în acest moment un rol pentru antibioticele intravenoase pe termen lung (> 1 lună). Agenții antiinflamatori nesteroidieni pot fi, de asemenea, de folos.