Клинические проявления ДН зависят от этиологии и типа ДН, её тяжести. Наиболее универсальными симптомами ДН являются диспноэ, признаки и симптомы гипоксемии, гиперкапнии, дисфункции дыхательной мускулатуры.
Одним из наиболее универсальных симптомов ДН является диспноэ или одышка, т.е. некомфортное или неприятное ощущение собственного дыхания. Диспноэ при ДН чаще всего определяется больным как "ощущения дыхательного усилия" и очень тесно связано с активностью инспираторных мышц и активностью дыхательного центра. Гипоксемия и гиперкапния также вносят важный вклад в развитие диспноэ, однако корреляции между РаO2 и РаСO2 и диспноэ довольно слабые, поэтому классификации ДН не могут быть основаны на градациях диспноэ. У пациентов с вентиляционной ДН респираторная поддержка является наиболее эффективным методом коррекции диспноэ, и если одышка не уменьшается, то должны исключаться другие её возможные причины, например эмболия лёгочной артерии, пневмоторакс и др.
Клинические проявления гипоксемии (РаО2≤60 мм рт.ст.) трудно отграничить от других проявлений ДН (например, гиперкапнии). Наиболее чувствительным органом-мишенью для гипоксемии является головной мозг, поражение которого наступает раньше других органов. При снижении РаО2 до 55 мм рт.ст. у нормального индивидуума нарушается память на текущие события, а при уменьшении РаО2 до 30 мм рт.ст. происходит потеря сознания. У пациентов с сосудистыми поражениями головного мозга клинические симптомы могут появляться и при менее выраженных значениях РаО2. Важным клиническим признаком гипоксемии является цианоз. Цианоз отражает тяжесть гипоксемии, независимо от её причины, и появляется при повышении концентрации восстановленного гемоглобина в капиллярной крови более 5 г/дл, т.е. обычно при РаО2‹60 мм рт.ст. и SaO2‹90%. Для ДН характерен центральный цианоз, при котором артериальная кровь, покидающая левый желудочек, недостаточно оксигенирована.