 Sono stati segnalati diversi casi di sovradosaggio da dexmedetomidina sia nella sperimentazione clinica che nell'esperienza post-marketing. Le massime velocità di infusione di dexmedetomidina riportate in questi casi hanno raggiunto 60 microgrammi/kg/h per 36 minuti e 30 microgrammi/kg/h per 15 minuti rispettivamente in un bambino di 20 mesi e in un adulto.Le reazioni avverse più comuni segnalate in associazione al sovradosaggio hanno incluso bradicardia, ipotensione, ipertensione, eccesso di sedazione, depressione respiratoria e arresto cardiaco. 