脊髓亞急性聯合變性多在中年以后隱匿起病，男女無明顯差異，呈亞急性或慢性病程，逐漸進展。在神經癥狀出現前，多數患者出現貧血表現，部分胃酸缺乏患者合并輕度或嚴重貧血，出現倦怠、無力、心慌、頭昏、腹瀉、輕微舌炎及水腫等，部分患者神經癥狀可早于貧血。伴胃腸道疾病時患者食欲減退、便秘或腹瀉、黏膜蒼白等。神經癥狀常表現手指及足趾對稱的感覺異常，如刺痛、麻木及灼燒感，呈持續性，下肢較重，感覺異常可向上延伸至軀干，肢端感覺客觀查體多正常，少數患者有對稱的手套、襪套樣感覺減退。脊髓后索受損逐漸出現肢體動作笨拙、易跌倒、走路踩棉感、閉目或在黑暗中行走困難。查體可見雙下肢音叉振動覺及關節位置覺減退或消失、走路不穩、步態蹣跚、步基增寬、Romberg征陽性等。部分患者屈頸時出現由脊背向下肢放射針刺感（Lhermitte征）。運動障礙通常較感覺障礙出現晚，雙下肢可呈不完全性痙攣性截癱，查體可見雙下肢無力、肌張力增高、腱反射亢進及病理征陽性。如周圍神經病變較重時，則表現為肌張力減低、腱反射減弱，但病理征常為陽性。尿失禁等括約肌功能障礙出現較晚。
脊髓亞急性聯合變性約5%的患者出現視神經萎縮及雙側中心暗點，視野縮小，視力減退或失明，視神經病變導致視力減退偶為惡性貧血最早或惟一臨床表現，提示大腦白質與視神經廣泛受累，但很少波及其他顱神經。少數患者可見淡漠、嗜睡、激惹、猜疑、抑郁及情緒不穩等精神癥狀，嚴重時出現精神錯亂、瞻望、妄想、幻覺、類偏執狂傾向、認知功能減退、記憶力減退及Korsakoff綜合征等，甚至可發展為癡呆。