La clorpromazina presenta alcuni effetti secondari: per esempio, essendo un anti-dopaminergico, permette di impedire il vomito (effetto anti-emetico). Ha anche azione antistaminica non specifica, che giustifica la comparsa di sonnolenza in coloro cui viene somministrata. Tuttavia esistono anche effetti collaterali problematici denominati "discinesie persistenti tardive" che si manifestano soprattutto con le terapie a lungo termine. Questi sintomi possono persistere anche dopo la sospensione della terapia e comprendono movimenti ritmici della lingua, delle labbra, del volto e degli arti. Colpiscono con maggiore frequenza i pazienti anziani e le donne. Per via dei numerosi recettori a cui può legarsi e quindi alla varietà di reazioni che può indurre la clorpromazina viene comunemente elencato tra i dirty drugs.