重度一氧化碳中毒患者會迅速出現昏迷、呼吸抑制、肺水腫，甚至是心律失常、心力衰竭等癥狀，部分患者會合并吸入性肺炎的發生。長時間昏迷的病人會出現受壓部位紅腫、水泡，甚至皮膚破損造成褥瘡，眼底也會出現視乳頭的水腫等腦水腫表現。 急性一氧化碳中毒也可以并發遲發性腦病，對于中毒意識障礙的病人在恢復以后，有時會出現假愈期，比如時間一般在兩天到兩個月內，病人又會出現遲發性腦病的癥狀，比如病人會出現木僵、煩躁、癡呆等癥狀，也可以出現四肢張力增高、震顫加重、步態不穩等錐體外系的反應，還會出現偏癱失語、失明等，大腦組織的局部受損表現。同時還可以出現視乳頭萎縮、視神經損害，而造成視覺甚至是聽覺發生障礙。