一型呼吸衰竭主要表现为低氧血症，血气分析特点是氧分压（PaO₂）<60mmHg，二氧化碳分压（PaCO₂）正常或降低。患者会有明显的呼吸困难症状，比如呼吸频率加快，可能达到20次/分以上。还会有口唇、甲床发绀的表现，这是因为血液中还原血红蛋白增多导致的。
呼吸系统症状表现
呼吸困难： 是一型呼吸衰竭最突出的表现。患者会感觉呼吸费力，严重时会出现三凹征，即胸骨上窝、锁骨上窝和肋间隙在吸气时明显凹陷。比如一些重症患者，呼吸频率会增快，每分钟可达30 - 40次。呼吸节律改变： 病情严重时，可能会出现呼吸节律的异常，像潮式呼吸等。潮式呼吸表现为呼吸由浅慢逐渐变为深快，然后再由深快转为浅慢，随之出现一段呼吸暂停，之后再重复以上过程。
全身症状表现
精神神经症状： 患者可能会出现精神错乱、躁狂、昏迷、抽搐等症状。早期可能表现为注意力不集中，随着病情加重，会出现定向障碍、烦躁不安等。比如一些慢性呼吸衰竭急性加重导致一型呼吸衰竭的患者，在病情进展过程中就可能出现这些精神神经方面的改变。循环系统症状： 早期会有心率加快、血压升高的表现。因为机体缺氧，会反射性地引起心率加快，以增加心输出量来代偿缺氧。但病情严重时，会出现心率减慢、血压下降等情况，还可能出现心律失常等。
其他器官功能影响表现
消化系统症状： 可能会出现消化道出血，表现为呕血、黑便等。这是因为缺氧和二氧化碳潴留导致胃肠黏膜充血、水肿、糜烂等，影响了胃肠的正常功能，导致胃肠道黏膜受损出血。泌尿系统症状： 会出现蛋白尿、红细胞尿等。这是由于缺氧和二氧化碳潴留引起肾血管收缩，肾血流量减少，导致肾脏功能受到影响，出现肾脏的一些损伤表现。