 I principali segni del sovradosaggio sono le infezioni non altrimenti spiegabili, le ulcerazioni a carico della faringe, la comparsa di emorragie ed ematomi, conseguenti alla depressione midollare che dovrebbe essere massima dopo 9-14 giorni. Questi segni sono più frequenti nel caso di sovradosaggio cronico, piuttosto che a seguito di un caso di sovradosaggio acuto. È stato segnalato il caso di un paziente che ha ingerito una dose di 7,5 g di Azatioprina in una volta. Gli effetti tossici immediati di tale sovradosaggio sono stati nausea, vomito e diarrea, seguiti da leucopenia e anomalie della funzionalità epatica moderate. La guarigione si è verificata senza eventi significativi. 