患儿出生时大多表现正常，新生儿期无明显特殊的临床症状，部分患儿可能出现喂养困难，呕吐，易激惹等非特异性症状，未经治疗的患儿3～4个月后逐渐表现出智力，运动发育落后，头发由黑变黄，皮肤白，全身和尿液有特殊鼠臭味，常有湿疹。
随着年龄增长，患儿智力落后越来越明显，年长儿约60%有严重的智能障碍，2/3患儿有轻微的神经系统体征，如肌张力增高，腱反射亢进，小头畸形等，严重者可有脑性瘫痪，约1/4患儿有癫痫发作，常在18个月以前出现，可表现为婴儿痉挛性发作，点头样发作或其他形式，约80%患儿有脑电图异常，异常表现以癫痫样放电为主，经治疗后血Phe浓度下降，脑电图亦明显改善，PKU患者除了影响智能发育外，可出现一些行为，性格的异常，如忧郁，多动，自卑，孤僻等。
根据不同的临床类型，PKU可分为：
1.经典型PKU(classical PKU) ：病儿有典型的临床表现，有程度不等的智能低下，60%属重度低下(IQ低于50)，约1/4病儿有癫痫发作，患者头发，皮肤颜色浅淡，尿液，汗液中散发出鼠臭味，伴有精神行为异常，血Phe浓度>1200μmol/L(20mg/dl)，尿FeCl3和DNPH试验强阳性。
2.中度型PKU(moderate PKU) ：临床表现相对较轻，实验室检查结果同经典型PKU，但是血苯丙氨酸在360～1200μmol/L，患儿对治疗反应较好，血苯丙氨酸浓度较经典型患者易控制。
3.轻型PKU(mild PKU)：临床表现较轻或者无症状，血苯丙氨酸小于120～360μmol/L，见于极少数新生儿或早产儿，或者苯丙氨酸羟化酶残余酶活性较高者。
4.四氢生物蝶呤(BH4)：缺乏症 临床上将所有血苯丙氨酸>120μmol/L称为高苯丙氨酸血症，从病因上将高苯丙氨酸血症分二大类：苯丙氨酸羟化酶缺乏和PAH的辅酶——四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin，BH4)缺乏，两类高苯丙氨酸血症治疗方法不同，早期鉴别诊断十分重要。
