苯丙酮尿癥是一種遺傳性疾病，所以新生兒有高苯丙氨酸血癥，因未進食，血苯丙氨酸及其有害的代謝產物濃度不高，故出生時無臨床表現。如果對新生兒未作苯丙酮尿癥篩選，隨著喂食的時間延長，血中苯丙氨酸及其代謝產物逐漸升高，臨床癥狀才漸漸表現出來。主要臨床表現有：
1.身體特征
(1)皮膚常干燥、色白、細膩，易有濕疹和皮膚劃痕癥。由于酪氨酸酶受抑，使黑色素合成減少，故患者毛發色淡，呈棕色，干枯無光彩。頭圍小，乳齒生長緩慢，牙列稀疏，骨骼發育遲緩，虹膜色淺。
(2)汗液和尿中排出有難聞的鼠氣味、霉臭味。
(3)早期還出現嘔吐、煩躁、易激惹等癥狀。
2.生長發育特征
生后4-9個月開始有明顯的智力發育遲緩，語言發育障礙尤甚，這些表現提示大腦發育障礙。部門患者合并有癲癇發作，其中部分嬰兒表現為痙攣癥，多在生后18個月以前出現。絕大多數患兒有抑郁、多動、孤獨癥傾向等精神行為異常，如不進行及時合理的治療最終將造成中度至極重度的智力低下。
3.神經系統癥狀
體征不多見，可有腦小畸形，肌張力增高，步態異常，反復發作的抽搐，反射亢進，腱反射亢進，手部細微震顫，肢體重復動作等。常有興奮不安、多動和異常行為。早期還出現嘔吐、煩躁、易激惹等癥狀。年長兒可有癲癇小發作和大發作。絕大多數患兒有抑郁、多動、孤獨癥傾向等精神行為異常，如不進行及時合理的治療最終將造成中度至極重度的智力低下。