La neurolinfomatosis (NL) es una condición poco frecuente que se caracteriza por la invasión de células B en los nervios craneales y las raíces nerviosas periféricas y generalmente está vinculada con leucemia o linfoma no Hodking (LNH). En el presente reporte se destacará la importancia de la sospecha diagnóstica en este grupo de pacientes y la importancia de 18F-FDG PET/CT en el diagnóstico diferencial con otras entidades causantes de síntomas similares. Se presenta el caso de una mujer de 63 años con diagnóstico de linfoma difuso de células B grandes, quien, en el tercer ciclo de quimioterapia DA-EPOCH-R, refiere dolor de tipo neuropático en miembro superior derecho, progresivo en severidad y en extensión con compromiso de la extremidad contralateral, convulsiones y parálisis facial periférica.