I sintomi di un chilotorace dipendono dalle sue dimensioni e dalla causa sottostante. Un chilotorace di piccole dimensioni non si manifesta con nessun segno o sintomo (asintomatico) e solitamente viene scoperto casualmente a seguito di una radiografia del torace eseguita per un altro motivo. Un chilotorace di dimensioni importanti può invece comportare dispnea e una sensazione di pressione al torace causata dai liquidi che limitano l'espansione dei polmoni.. Tuttavia, se il fluido si accumula lentamente, anche i chilotoraci considerevoli possano rimanere asintomatici, poiché i polmoni potrebbero aver avuto il tempo di abituarsi all'aumento di pressione. Febbre o dolore toracico non sono generalmente associati al chilotorace, poiché il chilo da solo non genera infiammazione.