Le persone colpite dalla sindrome sono più piccole della media e spesso con viso lungo e stretto; inoltre possono avere mascella più piccola e naso ed orecchie prominenti. Le infezioni delle vie respiratorie e dell'intestino, di gravità variabile (ad esempio otite e polmonite) insorgono frequentemente nell'infanzia e sono associate ad immunodeficienza variabile. L'eritema teleangectasico compare sul volto (in particolare sulle guance) e sul dorso delle mani già nel primo o secondo anno di vita. Uno dei segni principali della BSyn è l'elevata suscettibilità al cancro, con un esordio più giovane rispetto alla popolazione generale. I tumori maligni più comunemente associati alla malattia sono la leucemia e il linfoma nell'infanzia e durante l'adolescenza, e vari tipi di adenocarcinoma nell'età adulta (soprattutto quelli a livello del colon, dell'esofago, e della mammella). Durante l'infanzia possono insorgere tumori rari come il tumore di Wilms e l'osteosarcoma. Comuni sono la difficoltà all'alimentazione nel periodo neonatale e la presenza di tessuto adiposo sottocutaneo eccezionalmente poco denso o dall'aspetto atrofico. Possono essere presenti dolicocefalia, ipoplasia mandibolare e ipoplasia mascellare. Altri segni comprendono la formazione di vescicole e sanguinamenti a livello delle labbra e la presenza di chiazze iper od ipopigmentate a carico di tutti gli arti. Uomini affetti da sindrome di Bloom di solito non producono sperma e per questo sono sterili. Le donne di solito entrano in menopausa prima della norma.