重型β-地中海貧血患兒在最早3個月時就可以出現貧血症狀，呈現慢性進行性貧血，面色蒼白，懶言少動，肝脾腫大，常有輕度黃疸，隨着年齡的增長而日益明顯。1歲以後逐漸出現頭顱變大、額部隆起、顴骨高、鼻樑塌陷、兩眼距增寬的特殊地中海貧血面容。
患兒常常患”感冒“和肺炎，生長髮育較同齡兒落後。由於患兒體內鐵過多，鐵的沉積可導致患兒逐漸出現心臟、肝臟、胰腺、腦垂體等器官的損害，如不予治療，患兒常於5歲前死於嚴重的心臟病和感染。
