发生硫化血红蛋白血症的时候，病人的皮肤和面部会带有蓝色的发绀，呈蓝灰色。有的患者也有可能会有头晕、头痛、便秘、腹泻、腹痛等等。
对于硫化血红蛋白血症，还可以进行实验室的检查。首先可以观察血液外观，含有硫化血红蛋白的动脉血呈蓝褐色，在空气中振摇后并不变色。加入亚甲蓝温箱孵育后，仍不能使血液转为红色。
另外，也可以进行硫化血红蛋白的测。在分光镜波长620nm附近，有较强的吸收峰，加入氰化钾也不消失。通过多波长吸光度校正的方法，可以计算出硫化血红蛋白的含量。在等电聚焦电泳检查，氧合血红蛋白和去氧血红蛋白之间，有一条绿色区带。根据这些可以诊断硫化血红蛋白血症。