La actinomicosis diseminada es muy infrecuente, así como la afección del sistema nervioso central (SNC) asociada, con mortalidad de hasta 28%. Sus manifestaciones pueden ser similares a cuadros infecciosos de otras etiologías, por lo que el conocimiento de la entidad aumenta la sospecha clínica y permite brindar un tratamiento oportuno. Se presenta el caso clínico de un adulto con edema en una extremidad superior como manifestación de una tromboflebitis y una lesión abscedada axilar, en que se confirmó una infección por actinomicetos. Presentó una diseminación hematógena con compromiso de SNC, de evolución fatal.