Los dolores de cabeza son uno de los padecimientos más comunes. Los dolores de cabeza pueden ser causados por muchos factores, desde el estrés o tensión y las perturbaciones del sueño hasta enfermedades físicas. Los estudios sobre la relación entre el aspartame y los dolores de cabeza han mostrado que no existe correlación entre ellos.

Un estudio clínico cuidadosamente controlado, publicado en la Revista de Medicina de Nueva Inglaterra (E.U.A.) apoya el hecho de que el aspartame no causa dolores de cabeza o migrañas. Cuarenta individuos que estaban convencidos de que el aspartame les había causado dolores de cabeza fueron admitidos a la Unidad de Investigación del Centro Médico de la Universidad de Duke para participar en un estudio aleatorio, controlado, y doble ciego con placebo y aspartame. Los sujetos recibieron el placebo y el aspartame en dosis de 30 mg/Kg en tres dosis divididas en días de estudio separados. Los resultados mostraron que el 35% de los sujetos tenían dolores de cabeza después de tomar aspartame, comparados con el 45% que tenía dolor de cabeza después de tomar el placebo, confirmando que el aspartame no desata dolores de cabeza.