Jotkut yleisimmistä nyrkkeilykuolemien syistä ovat päävammat. Aivohalvaukset ja aivojen turvotus ovat suuria huolenaiheita pään kovan lyönnin jälkeen ja näyttävät tietä yleisimpinä kuolinsyinä. Rintakehän iskuista johtuvat kuolemantapaukset ovat harvinaisempia, mutta raskaan kontaktiurheilun yhteydessä aina mahdollisia. Lääkärit ovat selvittäneet kierrosten ja lyönnien lukumäärän ja voiman määrän iskujen takana, jotka johtavat nyrkkeilykuolemiin.
Nyrkkeilykuolemien johtava syy on akuutti aivoverenvuoto, joka on eräänlainen aivohalvaus. Aivoverenvuoto on pohjimmiltaan verta vuotavaa kohtaa, missä sen ei pitäisi olla, tappaa aivosoluja ja jättää ihmisen osittain halvaantuneeksi tai kuolleeksi. Nämä ilmenevät yleensä sen jälkeen, kun nyrkkeilijä on lyönyt tarpeeksi voimakkaasti päähän, että hänen aivonsa koputtavat kalloa vasten. Tietoisuuden menetys ja aivotärähdykset voivat myös aiheuttaa kovia iskuja päähän. Jotkut asiantuntijat toteavat, että niin kauan kuin nyrkkeilijät saavat lyödä kaulan yläpuolelle, urheilu on vaarallista.
Aivojen turvotus on myös yksi yleisimmistä nyrkkeilykuolemien syistä. Useimmissa tapauksissa ruumiinosan turvotus on vähäistä tai ainakin helposti hoidettavissa ja harvoin kuolemaan johtavaa. Aivojen turvotus on kuitenkin erittäin kohtalokas, koska paksu kallo jää sen vangiksi. Aivoilla on vähän tilaa turvota, mikä painaa sitä ja joskus estää verta toimittamasta elintä happea. Ilman happea aivot vaurioituvat ja lopulta henkilö kuolee, jos apua ei tarjota.
On myös mahdollista kuolla rintakehän iskuun pään sijasta. Commotio cordis tapahtuu, kun henkilö iskee voimakkaasti sydämeen tietyn sykkeen aikana. Tällainen tapahtuma on kaiken kaikkiaan hyvin harvinainen, mutta sitä esiintyy useammin kontaktilajeissa, kuten nyrkkeilyssä. Harvinaisuus johtuu pienestä mahdollisuudesta, joka annetaan sydämen lyönnin nopeuden ansiosta. Joskus ihmiset, jotka kokevat commotio cordis, voidaan elvyttää.
Asiantuntijat ovat tutkineet eroa kuolemaan johtaneiden ja ei-kuolemaan johtavien nyrkkeilyottelujen välillä. He havaitsivat, että nyrkkeilykuolemien riski näyttää kasvavan ottelun kierrosten, heitettyjen iskujen ja iskujen voiman myötä. Pään iskut ovat erityisen vaarallisia nyrkkeilijöille, joten toistuvat lyönnit tällä alueella lisäävät myös suuresti aivovaurioiden ja kuoleman riskiä.