Os sintomas iniciais são inespecíficos como febre, cansaço, mal-estar e dores de cabeça e musculares (principalmente no abdômen e na lombar). A febre amarela caracteriza-se pela ocorrência de febre moderadamente elevada, náuseas, queda no ritmo cardíaco, fadiga e vômito com sangue. A diarreia também surge por vezes. A maioria dos casos são, assim, arcoptomáticos, manifestando-se com uma infecção subclínica, mas podendo se tornar grave e até fatal.[carece de fontes]
Mais tarde e após a descida da febre, em 15% dos infectados, podem surgir sintomas mais graves, como novamente febre alta, diarreia, convulsões e delírio, hemorragias internas e coagulação intravascular disseminada, com danos e enfartes em vários órgãos, que são potencialmente mortais. As hemorragias manifestam-se como sangramento do nariz e gengivas e equimoses (manchas azuis ou verdes de sangue coagulado na pele). Ocorre frequentemente também hepatite e por vezes choque mortal devido às hemorragias abundantes para cavidades internas do corpo. Há ainda hepatite grave com degeneração aguda do figado, provocando aumento da bilirrubina sanguínea e surgimento de icterícia (cor amarelada da pele, visível particularmente na conjuntiva, a parte branca dos olhos, e que é indicativa de problemas hepáticos). A cor amarelada que produz em casos avançados deu-lhe obviamente o nome. Podem ocorrer, ainda, hemorragias gastrointestinais, que, comumente, se manifestam como evacuação de fezes negras (melena) e vômito negro de sangue digerido (hematêmese). A insuficiência renal com anúria (déficit da produção de urina) e a insuficiência hepáticasão complicações comuns. A mortalidade da febre amarela em epidemias de novas estirpes de vírus pode subir até 50%, mas na maioria dos casos ocasionais é muito menor, apenas 5%.[