典型的癥狀是早期的神志喪失,可以伴有或不伴有抽搐或其他中樞神經系統癥狀。有時可發生從行為改變到輕偏癱的輕度癥狀和體征。單獨的或伴有氣體栓塞的過度肺膨脹可產生縱隔和皮下氣腫。氣胸少見但更嚴重。咯血或血性泡沫痰提示肺部損害。醫源性動脈氣體栓塞罕見,若心臟手術后不能恢復知覺,應懷疑發生動脈氣體栓塞。
多數患者起病急驟，突然出現煩躁不安、極度恐懼、呼吸困難、發紺、劇烈的胸、背部疼痛，心前區壓抑感，并迅速陷入嚴重休克狀態。體檢時。患者的脈搏細弱、甚至觸不到；血壓下降，甚至難以測出；瞳孔散大、心律失常，于心前區可以聽到從滴嗒聲至典型的收縮期粗糙磨輪樣雜音；有時在頸靜脈上，可感到血管內氣泡在手指下移動。
如果發病時患者處于頭高位，則有可能引起腦血管空氣栓塞。此時，患者可出現強直性或陣發性抽搐，意識喪失，或有頭痛、頭暈、惡心，繼而呼吸困難、呼吸微弱，全身發紺、雙目失明、肢體癱瘓或抽搐，最后進入休克。