La mitomicina può causare mielodepressione e, a dosi elevate, anche nefrotossicità. Questi effetti si verificano in particolare quando il farmaco viene usato in associazione con un agente alchilante. La mitomicina può talvolta causare tossicità del tratto gastrointestinale. Gli effetti citotossici del farmaco non sono ciclo-specifici e dovrebbero essere correlati alla durata della esposizione al farmaco. Tuttavia alcuni studi clinici hanno evidenziato che un trattamento intermittente può essere più efficace di trattamenti continuativi a basso dosaggio.