Während eines traumatisierenden Ereignisses wird ein instinktiver Notfall- und Schutzmechanismus wirksam. Diese Dynamik auf neurobiologischer, hormoneller sowie körperlicher Ebene greift schneller, als dass wir denken können – mit dem alleinigen Ziel, uns möglichst lebendig aus der bedrohlichen Situation zu bringen.
Der Hirnstamm (Reptilienhirn, ältester Hirnteil), welcher für unsere basalen Instinkte und Reaktionen zuständig ist, übernimmt in extremen Stresssituationen die Kontrolle. Im Gegensatz dazu wird die Grosshirnrinde (rationales Denken, Bewusstsein) und das Limbische System (Gefühlssteuerung und Erinnerung emotionaler Gedächtnisinhalte) in ihrer Funktion und Zusammenarbeit erheblich beeinträchtigt. Die Amygdala (Gefahrenmelder, Emotions- und Körpergedächtnis) wird aufgrund der ausgeschütteten Stresshormone hyperaktiv, während die Verbindung zum Broca-Areal (Sprachzentrum) und zum Hippocampus (Gedächtnisbilder) blockiert wird. Diese Notfallschaltung hat zur Folge, dass das Geschehene nachträglich nicht richtig (emotional) bewertet sowie verbalisiert werden kann und auch die örtliche, räumliche, chronologische sowie biografische Einordnung ins Langzeitgedächtnis gestört wird. Es kommt zur chaotischen, unzusammenhängenden und nicht abschliessenden Speicherung auf körperlicher wie seelischer Ebene, dem Fragmentieren. Die traumatische Erfahrung wird dabei derart zersplittert und verdrängt, dass die Geschichte später nur noch bruchstückhaft erinnert werden kann und massive Gedächtnislücken entstehen, während sogenannte Trigger unbewusste Traumaerinnerungen reaktivieren können. Diese Flashbacks rufen intensive emotionale wie auch körperliche Reaktionen hervor und lassen Betroffene das Trauma in der Gegenwart (wie im Hier und Jetzt) urplötzlich wiedererleben.
Als weiteres Phänomen kann es während der Traumatisierung zur sogenannten Dissoziation kommen. Dieser Begriff bedeutet Spaltung oder Trennung und bezeichnet das Auseinanderfallen von normalerweise zusammenhängenden Funktionen wie Bewusstsein, Gedächtnis, Wahrnehmung oder Identität. Die Dissoziation ist ein unkontrollierbarer Abwehrmechanismus und seelische Notbremse, um unerträglichen Schmerz oder Stress vom bewussten Erleben abzukoppeln. Sie kann sich im Gefühl der völligen Entfremdung von sich selbst (Depersonalisation) oder von der Umgebung (Derealisation) sowie in Gedächtnisverlust (dissoziative Amnesie) zeigen. Es wird unterschieden zwischen der primären, peritraumatischen Dissoziation und dissoziativen Zuständen im Rahmen der Anpassungsleistung nach einer Traumaexposition.