新生儿胆红素脑病主要表现为早期警告期、痉挛期、恢复期和后遗症期等阶段的不同症状。早期新生儿可能出现嗜睡、吸吮无力、肌张力减退等表现，一般持续12 - 24小时。
早期警告期表现
嗜睡与反应低下： 新生儿会显得比较困倦，对周围的刺激反应迟钝，比如对声音、光线等刺激的回应不像正常新生儿那么灵敏。吸吮无力： 吃奶的时候吸吮动作比较弱，不像正常新生儿那样有力地吸吮乳头或奶瓶。肌张力减退： 全身肌肉张力较低，身体会比较松软，四肢活动较少。
痉挛期表现
抽搐： 这是痉挛期比较突出的表现，新生儿可能会出现频繁的抽搐，表现为双眼凝视、牙关紧闭、面部肌肉抽动、四肢强直性抽搐等。角弓反张： 病情严重时，新生儿会出现头向后仰，身体向后弯曲呈弓形的状态。发热： 部分新生儿在痉挛期可能会伴有发热症状，体温可能会升高。
恢复期表现
吸吮力恢复： 新生儿的吸吮能力开始逐渐恢复，吃奶时变得比痉挛期有力一些。对外界反应好转： 对周围的声音、光线等刺激的反应逐渐变得灵敏，不再像早期警告期那样反应低下。肌张力逐渐恢复： 肌肉的张力慢慢回升，身体的活动逐渐变得正常起来。
后遗症期表现
手足徐动： 孩子的肢体出现不自主的、无目的的缓慢扭曲运动，比如手指、脚趾或者肢体出现缓慢的扭动。听力障碍： 部分患儿会出现感音神经性耳聋，导致听力下降，严重影响孩子对声音的感知和语言发育。眼球运动障碍： 表现为眼球运动异常，比如眼球向上转动困难等。牙釉质发育不良： 牙齿的牙釉质发育不好，出现牙齿表面不光滑、有色素沉着等情况。智能落后： 孩子的智力发育受到影响，可能会出现智力低下，表现为认知、学习能力等方面低于正常儿童水平。