二甲苯中毒的症状因接触途径和剂量不同而有所差异。短期吸入较高浓度二甲苯可出现中枢神经系统症状，如头痛、头晕、乏力、嗜睡等，严重时可能出现昏迷、抽搐；经皮肤接触后，皮肤可出现干燥、脱屑、皲裂等刺激症状；经眼接触时，可引起眼结膜充血、流泪等刺激表现。
一、急性吸入中毒症状
急性吸入较高浓度二甲苯蒸气后，短时间内就会出现中枢神经系统兴奋或抑制表现。轻度中毒时，患者主要有头痛、头晕、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力等症状，此时脱离接触并经休息后可逐渐恢复。重度中毒者会出现意识模糊、昏迷、抽搐等，对中枢神经系统造成严重损害。
二、皮肤接触中毒症状
皮肤接触二甲苯后，二甲苯会溶解皮肤油脂，破坏皮肤屏障。初期可能感觉皮肤有轻微刺激，随后出现皮肤干燥、脱屑，严重时皮肤皲裂，长期接触还可能引起皮肤病变，影响皮肤的正常功能。
三、眼接触中毒症状
眼结膜接触二甲苯时，二甲苯的化学刺激会导致眼结膜充血、水肿，患者会出现流泪、怕光、眼部疼痛等症状，若不及时处理，可能对眼部组织造成一定损伤，影响视力。
四、慢性长期接触症状
长期接触低浓度二甲苯，可能会出现神经衰弱综合征，如头痛、头晕、失眠、记忆力减退等；还可能影响消化系统，出现食欲减退等表现；对血液系统也可能有一定影响，如白细胞减少等，但相对急性中毒症状，慢性症状发展较为隐匿。
儿童、孕妇等特殊人群接触二甲苯时更易受到伤害，儿童神经系统发育尚未完善，对二甲苯的毒性更敏感；孕妇接触可能影响胎儿发育。所以特殊人群应尽量避免接触二甲苯，如工作中涉及二甲苯的特殊人群，要做好防护措施，如佩戴防护口罩、手套等，以降低中毒风险。