滾動軸承在運轉過程中可能會由於各種原因引起損壞，如裝配不當、潤滑不良、水分和異物侵入、腐蝕和過載等都可能會導致軸承過早損壞。即使在安裝、潤滑和使用維護都正常的情況下，經過一段時間運轉，軸承也會出現疲勞剝落和磨損而不能正常工作。總之，滾動軸承的故障原因是十分複雜的。滾動軸承的主要故障形式與原因如下。
1.疲勞剝落
滾動軸承的內外滾道和滾動體表面既承受載荷又相對滾動，由於交變載荷的作用，首先在表面下一定深度處（最大剪應力處）形成裂紋，繼而擴展到接觸表面使表層發生剝落坑，最後發展到大片剝落，這種現象就是疲勞剝落。疲勞剝落會造成運轉時的衝擊載荷、振動和雜訊加劇。通常情況下，疲勞剝落往往是滾動軸承失效的主要原因，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命，軸承的壽命試驗就是疲勞試驗。試驗規程規定，在滾道或滾動體上出現面積為0.5mm2的疲勞剝落坑就認為軸承壽命終結。滾動軸承的疲勞壽命分散性很大，同一批軸承中，其最高壽命與最低壽命可以相差幾十倍乃至上百倍，這從另一角度說明了滾動軸承故障監測的重要性。
2.磨損
由於塵埃、異物的侵入，滾道和滾動體相對運動時會引起表面磨損，潤滑不良也會加劇磨損，磨損的結果使軸承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了軸承運轉精度，因而也降低了機器的運動精度，振動及雜訊也隨之增大。對於精密機械軸承，往往是磨損量限制了軸承的壽命。
此外，還有一種微振磨損。在軸承不旋轉的情況下，由於振動的作用，滾動體和滾道接觸面間有微小的、反覆的相對滑動而產生磨損，在滾道表面上形成振紋狀的磨痕。
3.塑性變形
當軸承受到過大的衝擊載荷或靜載荷時，或因熱變形引起額外的載荷，或有硬度很高的異物侵入時都會在滾道表面上形成凹痕或划痕。這將使軸承在運轉過程中產生劇烈的振動和雜訊。而且一旦有了壓痕，壓痕引起的衝擊載荷會進一步引起附近表面的剝落。
4.鏽蝕
鏽蝕是滾動軸承最嚴重的問題之一，高精度軸承可能會由於表面鏽蝕導致精度喪失而不能繼續工作。水分或酸、鹼性物質直接侵人會引起軸承鏽蝕。當軸承停止工作后，軸承溫度下降達到露點，空氣中水分凝結成水滴附在軸承表面上也會引起鏽蝕。此外，當軸承內部有電流通過時，電流有可能通過滾道和滾動體上的接觸點處，很薄的油膜引起電火花而產生電蝕，在表面上形成搓板狀的凹凸不平。
5.斷裂
過高的載荷會可能引起軸承零件斷裂。磨削、熱處理和裝配不當都會引起殘餘應力，工作時熱應力過大也會引起軸承零件斷裂。另外，裝配方法、裝配工藝不當，也可能造成軸承套圈擋邊和滾子倒角處掉塊。
6.膠合
在潤滑不良、高速重載情況下工作時，由於摩擦發熱，軸承零件可以在極短時間內達到很高的溫度，導致表面燒傷及膠合。所謂膠合是指一個零部件表面上的金屬粘附到另一個零件部件表面上的現象。
7.保持架損壞
由於裝配或使用不當可能會引起保持架發生變形，增加它與滾動體之間的摩擦，甚至使某些滾動體卡死不能滾動，也有可能造成保持架與內外圈發生摩擦等。這一損傷會進一步使振動、雜訊與發熱加劇，導致軸承損壞。
