症状轻重与血清未结合胆红素浓度。日龄等因素有关。一般分四期：
警告期 日龄较小。血清胆红素在256.5μmol（15mg/dl）左右症状较轻。主要表现为嗜睡。拒食。肌张力减退。拥抱反射减弱或消失等抑制症状。也有表现为呼吸暂停。心动过缓。约半到一天进入痉挛期。
痉挛期表现为痉挛。发热。肌张力增高尖叫。慈祥。眼球震颤。呼吸困难。惊厥或角弓反张等兴奋症状。早产儿的痉挛等症状可以不明显。幸存者1～2天后进入恢复期。
恢复期先是吸吮和反应逐渐恢复。继而呼吸好转。痉挛减轻或消失。此期约持续2周。
后遗症期 一般在生后2个月～3岁出现。手足徐动。眼球上转困难或斜视。听觉障碍。牙釉质发育不全有绿牙或棕褐色牙。以椎体外系统受损为主的所谓四联症。上海835例溶血病随访所见的48例胆红素脑病中还有智力落后。抽痉或阵挛。抬头乏力及流涎等症状。
在症状出现时血清胆红素有时反而降低。这或许是胆红素中枢神经系统等组织摄取所致。故不能为此而放松警惕。近年应用脑干听觉诱发电位检测发现部分血清胆红素171～342μmol/L（10～20mg/dl）的患儿虽无神经症状。但电位曲线的Ⅳ。Ⅴ波形消失。脑干神经传递时间延长。说明听觉神经有功能障碍。这类变化在胆红素下降后又消失。Perlman（1988）称之为暂时性亚临床型胆红素神经中毒症（transient subclinical lilirubin neurotoxicity）。认为这种胆红素中毒影响是可以逆转。逐渐恢复。
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