Dopo 2-9 giorni di somministrazione di cloramfenicolo ad alti livelli, la sindrome si manifesta con vomito, ipotermia, ipotensione e può esitare in shock cardiogeno ed eventualmente morte. La cute del bambino si presenta color grigio cenere le labbra e le mucose risultano bluastre in conseguenza della cianosi che si instaura.