急性三氯乙烯中毒的主要表現為以神經系統改變為主的全身性疾病，除神經系統受損外，還可損害三叉神經為主的腦神經、心、肝、腎等臟器亦可累及。早期有頭暈、頭痛、乏力、顏面潮紅、眼和上呼吸道刺激症狀等表現。繼續發展可有心悸、胸悶、噁心、食慾不振等，易激動、步態不穩，並可出現輕度意識障礙。重度中毒可出現中毒意識障礙，幻覺、抽搐、昏迷和呼吸抑制。
長期接觸三氯乙烯可出現神經衰弱、情緒不穩定、記憶力減退和共濟失調。
接觸三氯乙烯一定時間後（平均30天左右），可引起藥疹樣皮炎。藥疹樣皮炎多呈剝脫性，一般先出現的雙上肢，經數天後發展為全身。臨床表現一般先有發熱，後出現皮疹和嚴重肝損害，甚至出現多臟器損害。
工作中接觸三氯乙烯可能患職業性急性三氯乙烯中毒及三氯乙烯所致藥疹樣皮炎等職業病。