Dans ce cas, le cortex moteur cérébral est partiellement endommagé. Environ 70% des personnes atteintes présentent cette forme, dans laquelle les muscles sont raidis en permanence. Les muscles antagonistes (biceps et triceps dans le bras, par exemple) reçoivent simultanément des ordres de contraction. Les muscles assurant la flexion sont plus puissants que ceux assurant l'extension, d'où l'attitude à demi-fléchie adoptée naturellement par les enfants. L'enfant ne peut pas les détendre volontairement. Cela rend les mouvements difficiles et fatigants, provoque des contractures rendant le membre difficilement utilisable, et déforme la croissance des os.
La spasticité se diagnostique par la présence d'un clonus infatigable: quand le pied est redressé, la jambe spastique se met à alterner rapidement contractions et détentes sans s'arrêter, à moins de changer de position. Le plus souvent, seules les jambes sont atteintes (diplégie) et leur raideur rend la marche difficile. Les jambes pivotent vers l'intérieur, du fait de la tension des muscles de la hanche, et l'enfant a une démarche caractéristique "en ciseaux". Les jambes peuvent même se croiser (et provoquer des chutes). Les pieds sont en extension et pivotent vers l'intérieur (varus). Il est rare que seuls les membres supérieurs soient touchés, ou qu'un seul membre soit atteint (monoplégie). Parfois, c'est tout un côté du corps qui est touché (hémiplégie). L'autre côté est intact, et l'enfant peut souvent marcher ou courir. Il faut prendre garde au risque d'une croissance asymétrique, dans laquelle le côté atteint se développe moins que le côté intact. Dans les cas les plus graves les quatre membres sont atteints (quadriplégie), ainsi que les muscles du tronc et du visage (avec une incidence sur la parole, l'alimentation, et le contrôle du visage). Le fauteuil roulant est souvent indispensable.